该文是中国石油化工集团公司科学技术研究开发资助项目《大型乙苯脱氢拟等温轴径向反应器的研究和开发》为背景的子课题,系统研究了固定床内的错流传热,对错流过程中的流体流动行为进行了剖析,此外,还对乙苯脱氢拟等温反应器进行了模拟及优化设计.主要内容如下:1.分别对床层被加热和床层被冷却的固定床错流传热进行实验研究以及二维拟均相模型模拟,获得错流传热的热量传递特征:床层的等温曲线是以流动方向为长轴的椭圆形;错流传热过程与流体流动方向密切相关,热量传递是顺流体流动方向进行,逆流动方向几乎不发生热量传递.2.研究了错流传热的床层对壁的给热系数,考察了不同导热性能和粒度大小的填充颗粒、床层尺度以及气体雷诺数等对传热的影响.对于流体在固定床中与内置换热管呈错流流动,实验分别测得固定床内置单管和双管的压力分布,采用多维的Ergun方程和连续性方程来描述其速度场和流场.4.在对固定床中内置换热管的错流流动以及错流传热进行研究的基础上,进一步将流动模型和传热模型耦合,获得床层温度分布,并与单一传热模型进行比较.5.提出了乙苯脱氢拟等温径向反应器的概念,并对10万吨/年规模的乙苯脱氢拟等温反应器进行了数学模拟及概念设计,乙苯转化率可达75﹪以上,选择性不低于95﹪,收率超过71﹪,达到目前国内外最先进的乙苯脱氢反应器技术水平.