催化裂化(FCC)装置的后反应系统包括沉降器和汽提器,是催化裂化过程的重要组成部分。随着原油资源的日益紧缺,催化原料的重质化、劣质化和高掺渣比已经十分普遍,后反应系统的结焦问题也显得日趋严峻。结焦给催化裂化装置的长期安全运转带来了不安因素。有关催化裂化反应再生系统的研究大多数集中到了提升管反应器的结构和性能优化上,为数不多的有关后反应系统的研究也大都从设备而非工艺的角度出发。本文采用计算流体力学(CFD)的方法,基于流动模型和传热模型,对某炼厂FCC后反应系统进行了数值模拟,建立了一套能够描述该装置后反应系统整体气固两相流动和温度分布的数值模型。揭示了沉降器和汽提器内的流动、传热过程,分析了其对生焦诱因的影响。模拟结果能够吻合实测数据及有关冷态试验结果。　　 研究结果表明,后反应系统依据床层密度和速度分布,可以分成上下两个区域:上部的稀相区(沉降段)和下部的气固逆流密相鼓泡床(汽提段)。提升管中的油气以很高的速度进入沉降器后速度迅速降低,虽然大多数油气可以直接离开,但是少数油气向下扩散,运动轨迹呈随机无规律性。绝大多数区域内油气运动速度迟缓,在内构件附近还存在着滞流区。汽提段内显示出典型的气固逆流的流动特性。气体以气泡形式沿挡板上行,和下降的催化剂逆流接触,床层轴向密度分布和冷态试验数据有较好一致性,验证了模型的合理性。汽提段径向密度分布受到了挡板和气体分布器的影响,每块挡板下方都存在流化死区,影响了汽提效率。油气在后反应系统内的平均停留时间不足四十秒,但是自旋分料腿和汽提器进入的油气的停留时间平均在两分钟左右,部分油气甚至在后反应系统中滞留超过五分钟。温度分布显示沉降器内存在着低温区,主要分布在内构件附近和沉降器顶部,低温区内温度远远低于油气的露点温度。冗长的停留时间、迟缓且随机的流动使得热反应难以避免,导致一些目的产物裂化为了低附加值的干气。低温区域内冷凝生成的液相吸附在催化剂上,很容易被器壁和内构件表面捕获,发生脱氢缩合反应生成焦炭。