高金森
博士 教授 博士生导师
中国石油大学(北京) 重质油实验室
重质油加工及计算化学工程
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- 姓名:高金森
- 目前身份:在职研究人员
- 担任导师情况:博士生导师
- 学位:博士
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学术头衔:
博士生导师, 国家杰出青年科学基金获得者 教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者,
- 职称:高级-教授
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学科领域:
勘探地球物理学
- 研究兴趣:重质油加工及计算化学工程
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【期刊论文】催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟Ⅱ. 原料液雾流动气化过程的数值模拟
高金森, 高金森*, 徐春明, 杨光华, 郭印诚, 林文漪
,-0001,():
-1年11月30日
应用已建立的提升管反应器气液固3相流动反应模型,对两套工业馏分油催化裂化装置的提升管反应器内的流动、传热及裂化反应进行了系统的数值模拟,得到了原料油液雾流动与气化状况的实际图像。模拟结果表明,原料液雾相的流动是非常复杂的,在轴向、径向和圆周方向上都存在较大的梯度,且表现出与气固两相相似的流动形态。原料油液雾生存区,自下而上由小变大又变小;自轴线向边壁由大变小。随着气化过程的进行,液雾颗粒相的整个特性都在发生变化,正是这一复杂的气化过程,对其它两相的流动、传热及反应产生重要的影响。
工业提升管反应器 流动反应模型 数值模拟 流场 液雾生存区
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【期刊论文】催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟Ⅲ流动传热及反应的数值模拟
高金森, 高金森*, 徐春明, 林世雄, 郭印诚, 王希麟
,-0001,():
-1年11月30日
在对工业提升管反应器气液固3相系统的数值模拟,得到原料液雾流动与气化状况的基础上,获得了气固两相的速度场、温度场和浓度场的详细信息,并与两相模型的相应结果进行了对比。模拟结果表明,提升管下部是最复杂的部分,气固两相流场、湍动能以及催化剂颗粒浓度场在轴向、径向和圆周方向都存在着较大的梯度。气固两相温度分布在3个坐标方向上是非常不均匀的,但两相温差除喷嘴附近外均较小,反应结果表现出类似的不均匀分布形态。出口处反应温度和气相各组分浓度的计算值与工业数据吻合较好,说明模型对工业催化裂化提升管反应器流动反应状况的良好预测性,也验证了本研究的合理性和可靠性。与两相模型的结果对比发现,各物理量的空间分布形态基本一致,但在进料区域因对进料的模化方法不同而有一定差异。由于3相模型较真实地体现了原料气化过程及其影响,且出口计算结果更接近工业数据,故其预测性、合理性和可靠性都优于气固两相流动模型。
工业提升管反应器 数值模拟 流场 温度场 浓度场 不均匀分布
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【期刊论文】催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟Ⅳ. 原料液雾油滴粒径变化的数值模拟
高金森, 徐春明, 杨光华, 郭印诚, 林文漪
石油学报(石油加工),2000,16(1):26~30,-0001,():
-1年11月30日
应用已建立的催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应模型及其程序对原料油雾化程度对反应结果的影响进行了数值模拟研究,从原料液雾流动和气化的机理和本质方面对原料液雾雾化效果的影响进行了考察。结果表明,雾化效果越好,液雾粒径越小,轻质油收率就越高,产品分布就越理想。气固两相流动反应模型的的原料油瞬间气化的假设,基本体现了原料油极端雾化的流动反应状况。
雾化程度, 流动反应模型, 数值模拟, 液雾颗粒, 产品分布
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高金森, 徐春明, 白跃华
石油炼制与化工,2004,35(8):41~45,-0001,():
-1年11月30日
利用裂化催化剂在微反色谱联合装置、小型固定流化床试验装置和小型提升管催化裂化试验装置上,对催化裂化汽油改质降烯烃过程的反应规律进行了研究。结果表明,催化裂化汽油改质降烯烃过程的产物分布与烯烃含量的降幅度(烯烃转化率)存在着较好的关联性,说明无论在何种反应条件下采用何种催化剂,只要催化裂化汽油改质后烯烃含量降低,就要付出产生一定量的千气和焦炭的代价,且两者存在着基本对应的关系。随着烯烃转化率的提高,催化裂化汽油改质后烯烃含量降低的幅度啬,C3+液体收率及汽油收率降低,说明C3+液体收率及汽油收率与汽油烯烃低幅度是相互制约的。在同样的反应条件下,高碳数烯烃的反应活性要高于低碳数烯烃反应活性。
催化裂化 汽油料 隆低 烯烃 操作条件 转化率
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高金森, 郑柯文, 徐春明
化工学报,2004,55(1):87~90,-0001,():
-1年11月30日
采用半经验AM1计算方法,利用静态理论对噻吩在分子筛催化剂上的催化裂化脱硫机理进行了量子化学计算研究,通过对噻吩分子和可能产生的中间正碳离子的量子化学计算,得到各中间反应所需的能量,从而判断噻吩催化裂化脱硫反应的趋势,证实了氢转移反应在催化裂化脱硫中所起的作用。当噻吩处在催化裂化条件下,正碳离子反应活跃,易与烷烃裂化生成的α烯烃加成,进一步与烷烃发生氢转移饱和后裂化脱硫。由于氢转移反应为放热反应,因而降低反应温度有利于噻吩催化裂化脱硫。
噻吩 量子化学 催化裂化脱硫 AM1 正碳离子 氢转移
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【期刊论文】Advanced Model for Turbulent Gas-Solid Flow and Reaction in FCC Riser Reactors
高金森, Jinsen Gao, Chunming Xu, Shixiong Lin, and Guanghua Yang, Yincheng Guo
AIChE Journal May 1999 Vol. 45, No.5,-0001,():
-1年11月30日
A 3-D two-phase flow-reaction model was developed for predicting the performance of FCC riser reactors. This model combines two-phase turbulent flow with 13-lump reaction kinetics. The simulated results show that the gas-particulate turbulent reacting flow regime in the riser reactor is extremely complex, especially at the feed inlet zone of the riser reactor. The distributions of elocities, temperature, and yields are not homogeneous in the riser reactor. The model predictions were used as a design tool for operational case studies. The optimum yields of desirable FCC products, gasoline and light fuel oil were achieved at a critical riser height that is less than 10 m above the feed inlet. Beyond the critical riser height, excessive cracking reactions resulted in the increased yields of by-products, cracking gas and coke, at the expense of desirable products. Model simulations carried out to determine the parametric effects on product yields suggest that injection of water as a reaction-terminating medium above the critical riser height can be an effective option for optimizing the yields of desirable products.
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高金森, 徐春明, Luba S. KOTL YAR Keng H. CHUNG
化工学报,2003,54(1):9~17,-0001,():
-1年11月30日
利用分子模拟技术对加拿大Athabasca油砂沥青超临界萃取分馏残渣组分的化学分子结构进行了研究,首先选用长度不同的桥链构建了其三维平均结构,然后采用分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法得到能量最低也即最稳定的构象。研究发现,即使分子的二维结构相同,其三维结构差别也很大,由此可见仅用二维模型来表征重质油大分子的结构和物理化学性质远远不够。另外,分子模拟还可以预测沥青质残渣中最有可能存在的桥链长度。Athabasca沥青残渣组分中长度为C5到C7的桥链存在的可能性最大,而C1和C2桥链则由于其总能量相对较高,存在的可能性较小。
分子模拟 重组分 桥链 分子结构 分子力学 分子动力学
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【期刊论文】Simulations of Gas-Liquid-Solid 3-Phase Flow and Reaction in FCC Riser Reactors
高金森, Jinsen Gao, Chunming Xu, Shixiong Lin, and Guanghua Yang
AIChE Journal March 2001 Vol. 47, No.3,-0001,():
-1年11月30日
A 3-D, three-phase flow-reaction model was developed to predict the performance of FCC riser reactors. This model incorporates the effect of feed vaporization into an earlier 3-D, two-phase flow-reaction model (Gao et al., 1999). The synergistic effects of hydrodynamics, heat transfer, and feed vaporization on FCC reactions are elucidated. The results show that a complex phenomenon occurs in the zone up to 4m aboue the point at the bottom of the riser reactor where feed is injected. The changes in the spray droplet diameter, volumetric concentration and temperature of the feed in the feed injec-tion zone are illustrated. The model was used as a design tool for an operation modifi-cation study. Results indicate that FCC reaction selectivity for the desired products (gasoline and light fuel oil) can be improued by redvcing initial droplet diameter in the feed spray from 80 to 40um.
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【期刊论文】催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟Ⅰ. 气液固3相流动反应模型的建立
高金森, 高金森*, 徐春明, 林世雄
,-0001,():
-1年11月30日
在已建立的催化裂化提升管反应器气固两相流动反应模型基础上,把原料油液雾的流动、传热、气化过程及其对反应结果的影响全部纳入模型中,对催化裂化提升管反应器进行了3维微分模拟,考察了原料液雾流动气化过程及其影响,建立了提升管反应器气液固3流动反应模型、数值模拟方法及相应的程序,利用该模型对工业提升管反应器进行数值模拟研究,可获得原料液雾流动气化过程的重要信息。
提升管反应器 原料液雾 气液固3相 流动反应模型 数值解法
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高金森, 郑晓军, 董伟, 陈新国, 徐春明, 李阳初
石油大学学报(自然科学版),2000,24(6):1~4,-0001,():
-1年11月30日
应用自行开发的数值模拟软件,对胜利石油化工总厂60×10 4t/a重油催化装置进行了分析和计算,得到了提升管催化剂颗粒浓度、温度及产物沿提升管的分布情况。从模拟结果可以看出,在目前的操作情况下,该装置中柴油出现一定程度的过裂化,即轻质油收率最高点不在提升管出口。对产物分布曲线进行了分析,确定出终止剂的注入位置为23.5m,这为下一步的工业试验提供了依据。
催化裂化, 提升管, 数值模拟, 终止剂, 注入位置
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