冯留海， 王江云， 赵　凡，3， 孙中卫，4， 王　娟， 毛　羽

(1.中国石油大学 重质油国家重点实验室， 北京 102249; 2.北京低碳清洁能源研究所， 北京 102209；3.兰州兰石能源装备工程研究院有限公司，甘肃 兰州 730314； 4.新奥科技发展有限公司， 河北 廊坊 065001)



旋流喷嘴内超临界流体闪蒸过程的数值模拟

冯留海1，2， 王江云1， 赵凡1，3， 孙中卫1，4， 王娟1， 毛羽1

(1.中国石油大学 重质油国家重点实验室， 北京 102249; 2.北京低碳清洁能源研究所， 北京 102209；3.兰州兰石能源装备工程研究院有限公司，甘肃 兰州 730314； 4.新奥科技发展有限公司， 河北 廊坊 065001)

摘要：旋流喷嘴内超临界流体中沥青溶质的体积分数分布对颗粒成形有重要影响。根据减压相变传质传热理论开发了闪蒸相变模型，采用自定义函数(UDF)的方式植入到CFD软件Fluent中。将闪蒸相变模型耦合多相流混合模型用于研究旋流喷嘴内超临界流体的闪蒸相变过程，分析旋流喷嘴内压力、速度、温度和各相浓度分布，以预测旋流喷嘴对颗粒成形的影响。结果表明，旋流喷嘴内三相介质分层流动，从而实现戊烷溶剂与沥青溶质的预分离，有利于形成粒径较小且密实的沥青颗粒。

关键词：旋流喷嘴； 数值模拟； 闪蒸相变； 非平衡热力学

超临界流体溶剂脱沥青技术是重质油梯级分离工艺中的重要组成部分。利用超临界戊烷溶剂可以选择性去除渣油中的沥青质、稠环化合物和重金属等杂质，分离得到加工性能较好的脱沥青油和高软化点的脱油沥青[1-2]。戊烷-沥青超临界流体从喷嘴内闪蒸喷出，并快速膨胀造粒[3]，在喷雾造粒塔内实现重组分造粒与分离。……