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气固循环流化床作为一种高效气固接触反应器,在石油炼制及化工中得到了非常广泛的应用,采用提升管作为反应器的催化裂化在炼油工业中更是占用举足轻重的地位。然而随着石油资源日益重质化和劣质化,炼化企业也必将面临原料多样性带来的挑战。目前,对原料裂化性能、催化剂及反应器结构的评价乃至新工艺的开发大多都在小型提升管反应器上进行,以期获得与工业数据有较好可比性的数据。因此,有必要建立小型提升管与工业提升管之间的联系,深入研究小型提升管内气固流动变化规律。本文在中国石油大学(华东)建造了高为3.05m,直径可以在12mm与16mm自由切换的小型提升管冷模实验装置,模拟对比了重质油国家重点实验室2XTL-5型与ZDT-1型提升管反应器结构区别对气固流动的影响。详细测量了沿提升管轴、径向颗粒固含率和速度分布,对比分析了两装置大小以及结构对气固两相流动的影响。提升管直径及预提升结构对催化剂颗粒固含率及颗粒速度轴、径向分布有重要影响,一方面随提升直径的减小边壁效应增强,另一方面当提升管直径增大到3倍以上时近壁面处颗粒滑落更为严重,提升管直径对颗粒径向分布均匀性产生重要影响。预提升结构可以改善颗粒径向分布,在催化剂入口至模拟进料喷嘴之间形成一个缓冲空间,弱化进料造成的波动,在径向上起到预分配作用。在应用小型提升管循环流化床冷模实验装置模拟ZDT-1型及2XTL-5型提升管在催化裂化与催化裂解过程中的内部流动状态时,相同截面高度处2XTL-5型提升管内部固含率远高于ZDT-1型提升管内的颗粒固含率,而颗粒速度则远小于后者的颗粒速度。提升管无量纲高度0.14~0.67之间,ZDT-1型提升管颗粒速度及固含率的径向分布均匀性优于2XTL-5型提升管内颗粒速度及固含率径向分布均匀性。