Hydrodynamics of three-phase fluidized bed containing cylindrical hydrotreating catalysts

Authors


Abstract

Experiments were performed to study the hydrodynamic characteristics of a cocurrent, gas-liquid-solid fluidized bed containing cylindrical hydrotreating catalysts under conditions of high gas holdup. These conditions were established using an aqueous t-pentanol (0.5 wt. %) solution as the liquid phase in an attempt to simulate reaction conditions for hydrotreating of residual oils and coal liquefaction. Separate three-phase experiments were performed with air and water to investigate the effect of surface tension on hydrodynamic behavior.

A mathematical model was developed to describe the minimum fluidization velocity behavior. Bed voidage, gas holdup and terminal velocity of the particles were analyzed and correlated empirically to investigate the effect of particle shape and liquid surface tension. A bubble-wakes interaction coefficient defined by Jean and Fan (1987) was determined for cylindrical particles.

Abstract

Nous avons effectué des expériences pour étudier les caractéristiques hydrodynamiques d'un lit fluidisé gaz-liquide-solides à cocourant contenant des catalyseurs d'hydrotraitement cylindriques sous des conditions de retenue de gaz élevée. Ces conditions ont été établies en utilisant une solution aqueuse de t-pentanol (0,5% en poids) comme phase liquide dans le but de simuler des conditions de réaction pour l'hydrotraitement d'huiles résiduelles et la liquéfaction du charbon. Des expériences triphasiques distinctes ont été menées avec de l'air et de l'eau pour étudier l'effet de la tension superficielle sur le comportement hydrodynamique.

Un modèle mathématique a été mis au point pour décrire le comportement de vitesse de fluidisation minimale. La porosité du lit, la retenue de gaz et la vitesse terminate des particules ont été analysés et corrélés de manière empirique pour étudier l'effet de la forme des particules et de la tension superficielle liquide. Le coefficient d'interaction bulles-sillages défini par Jean et Fan (1987) a été déterminé pour des particules cylindriques.

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