微膨胀床反应器是一种新型的渣油加氢反应器,和工业中常用的滴流床渣油加氢反应器相比,此类反应器具有床层压降上升缓慢、原料适应性强、操作周期长等优点。但此类反应器在工业运行中存在如床层局部结焦、飞温、热点等问题。因此,对微膨胀床反应器进行深入研究,以找出产生上述问题的原因并提出解决方案,无论是在科学研究还是在实际生产方面都有重要意义。本文建立了微膨胀床反应器的冷模实验系统,以空气和自来水为气液相,选用三种不同的催化剂(球形、齿球形、三叶草形)颗粒分别作为填充颗粒,在表观气速为0.0088-0.0531m/s、表观液速为0.0018-0.0053m/s的操作范围内考察了反应器填装不同催化剂时的流型、床层压降、气含率、轴向扩散等流动和混合特性。主要结论如下：1、气液相在反应器内的流型为,液体连续,气体呈鼓泡状通过。床层底部固定,顶部呈微膨胀的不固定状态。2、随着床层高度的增加,单位床层压降减小。三种催化剂的床层压降大小依次为：球形>齿球形>三叶草形。并得到了计算压降的关联式：3、三种催化剂的床层膨胀率的大小依次为：三叶草形>齿球形>球形。并得到了计算膨胀率的关联式：(1)球形催化剂：(2)齿球形催化剂：(3)三叶草形催化剂：4、三种催化剂的床层气含率的大小依次为：三叶草形>齿球形>球形。并得到了计算气含率的关联式：5、随着床层高度的增加,Pe数减小,返混加重。中心处的Pe数大于壁面处的尾数。三种催化剂床层液相的总Pe数大小依次为：球形>齿球形>三叶草形。并得到了计算总Pe的关联式：6、CFD模拟得出的床层的膨胀率和气含率结果与实验基本吻合,通过分析相含率分布和速度场,为实验结果提供了解释。