本文借助CFD技术,利用欧拉-欧拉双流体方法,针对用于悬浮床加氢的体积为0.0785 m~3的气升式环流反应器,进行了相间作用力模型、气泡尺寸、静液面高度以及流体物性对反应器内流体流动的影响规律的研究,通过与实验数据的对比以及反应器内部的详细分析,建立了基于Tomiyama曳力模型的PBM-CFD耦合计算模型,气含率和环流液速的计算偏差减小到10%以下,与实验数据能够较好吻合,同时使得CFD计算的局部流场信息和PBM计算的气泡大小分布分别得到优化,能够更加准确描述气升式环流反应器内部复杂流动。基于已建立的PBM-CFD耦合流体动力学模型,按照原料油处理量分别100吨/年、1000吨/年、10万吨/年、50万吨/年和100万吨/年,相对应体积分别为0.0095 m~3、0.00785m~3、23.03 m~3、109.42 m~3和208.42 m~3的气升式环流反应器,研究导流筒直径与反应器直径比值、导流筒高度与反应器高度比值、导流筒安装高度与导流筒直径比值、喷嘴夹角和导流筒分段对流动的放大规律。模拟计算发现:在研究的范围内,随着反应器体积的变大,当反应器内气含率最高时,导流筒高径比值从6增加到8,而导流筒安装高度与导流筒直径比值保持在0.6左右;当反应器内环流液速最大时,导流筒高径比值从7.5增加到10.5,而导流筒安装高度与导流筒直径比值从0.8减小到0.6。同时,随着喷嘴夹角从30°增大到90°,反应器内气含率呈现缓慢增长趋势,而环流液速呈现逐渐下降趋势;相比于单段导流筒,带有分段导流筒的体积为0.0785 m~3气升式环流反应器内气含率增加10%,环流液速增加3%,并且随着反应器体积变大,两段导流筒对反应器内气含率和环流液速影响效果增加到15%。因此对于大体积气升式环流反应器设计时,建议喷嘴夹角设计在45°~60°范围内视情况而定,同时将导流筒分成两段,分段位置位于中心位置靠下区域内。