管式裂解炉
乙烯裂解炉工作流程
管式炉裂解guanshilu liejie管式炉裂解pyrolysis in tubular furnace石油烃通过管式裂解炉进行高温裂解反应以制取乙烯的过程。
它是现代大型乙烯生产装置普遍采用的一种烃类裂解方法。
管式炉裂解生产乙烯的工艺已有60多年的历史。
管式裂解炉是其核心设备。
为了满足烃类裂解反应的高温、短停留时间和低烃分压的要求，以及提高加热炉的热强度和热效率，炉子和裂解炉管的结构经历了不断的改进。
新型的管式裂解炉的热强度可达290～375MJ/（m h），热效率已可达92％～93％,停留时间可低于0.1s,管式炉出口温度可到900℃，从而提高了乙烯的产率。
工艺流程可分为裂解和急冷-分馏两部分（图1[管式炉裂解工艺流程]①裂解裂解原料经预热后，与过热蒸汽（或称稀释蒸汽）按一定比例（视原料不同而异）混合，经管式炉对流段加热到500～600℃后进入辐射室，在辐射炉管中加热至780～900℃，发生裂解。
为防止高温裂解产物发生二次反应，由辐射段出来的裂解产物进入急冷锅炉，以迅速降低其温度并由换热产生高压蒸汽，回收热量。
②急冷-分馏裂解产物经急冷锅炉冷却后温度降为350～600℃，需进一步冷却，并分离出各个产品馏分。
来自急冷锅炉的高温裂解产物在急冷器与喷入的急冷油直接接触，使温度降至200～220℃左右，再进入精馏系统，并分别得到裂解焦油、裂解柴油、裂解汽油及裂解气等产物。
裂解气则经压缩机加压后进入气体分离装置。
裂解原料和产品分布最初，美国管式炉裂解原料是用天然气、油田伴生气和炼厂气中回收的轻质烃，其中主要含有乙烷、丙烷、丁烷及碳五馏分。
50年代，西欧和日本的石油化工兴起，由于缺乏石油及天然气资源，因而采用石脑油作裂解原料。
60年代后，又相继开发以轻柴油、重柴油和减压瓦斯油为原料的裂解技术，扩大了裂解原料来源。
对于不同的原料，裂解工艺参数不同、在适宜条件下的裂解产品分布也各异（见表[不同原料管式炉裂解产品分布（质量％）]）。
管式裂解炉工艺流程
管式裂解炉工艺流程
《管式裂解炉工艺流程》
管式裂解炉是石油化工行业中常见的一种重要设备，用于将重质石油馏分裂解成轻质产品，如乙烯、丙烯等。
管式裂解炉工艺流程是指在管式裂解炉中进行裂解反应的整个过程，包括进料预热、进料混合、裂解反应、产品分离等多个环节。
首先，进料预热。
石油原料经过预热装置，将进料加热至裂解反应所需的温度，以确保反应进行顺利并提高产物收率。
其次，进料混合。
将预热过的原料与催化剂混合，并通过预热的管道送入管式裂解炉中，以便进一步的反应。
然后，裂解反应。
在高温和压力的环境下，原料与催化剂在管式裂解炉中进行裂解反应，将重质石油馏分裂解成轻质产品。
最后，产品分离。
经过裂解反应后的产物需要进行分离，可通过冷凝、蒸馏等工艺过程，将乙烯、丙烯等目标产品与其他副产物进行分离。
整个管式裂解炉工艺流程需要在高温、高压的环境下进行，同时需精确控制各个参数，以确保反应的高效进行和产品的优质产出。
此外，对裂解反应产生的副产物的处理也是一个重要的环节，需要采用环保设备进行处理，以减少环境污染。
总的来说，《管式裂解炉工艺流程》是一项复杂而重要的工艺
过程，在石油化工行业中有着广泛的应用和重要的地位。
通过不断的技术创新和设备改进，管式裂解炉工艺流程的效率和产物质量将会得到进一步提升。
管式裂解炉及裂解部分工艺流程
管式裂解炉及裂解部分工艺流程裂解炉的工艺流程包括以下几个关键步骤：1. 加热和预热：原油首先经过预热换热器加热到裂解反应温度（通常在500-700摄氏度之间）。
这样可以降低原油的粘度，使得裂解反应更加容易进行。
2. 进料和裂解反应：加热后的原油进入裂解炉，在高温和催化剂的作用下，分子发生断裂，生成较小碳数的烃类化合物。
这里的催化剂通常是沸石、硅铝酸盐或金属氧化物等物质，能够促进裂解反应的进行。
3. 产物分离：裂解反应生成的产物包括汽油、石油醚、轻柴油和重柴油等。
这些产物会经过凝结器等设备进行冷却，并分离成不同碳数的化合物。
轻质产物通常会通过蒸馏分离，而较重的产物则会通过汽液分离等工艺进行分离。
整个裂解工艺流程需要精密的控制和监测，以确保裂解反应能够稳定进行，并且产物的质量符合要求。
此外，裂解炉还需要定期清理和更换催化剂，以保持裂解反应的高效性。
这些措施可以帮助提高炼油厂的产能和产物质量，满足市场需求。
裂解炉是炼油工业中非常重要的装备，其主要作用是将重质石油馏分（如燃料油）经过高温裂解成轻质石油产品（如汽油和润滑油），以提高炼油产品的产率和价值。
裂解炉通常分为管式裂解炉和流化床裂解炉两种类型，而管式裂解炉是其中常用的一种。
在管式裂解炉中，原油通过预热器预热后，进入到裂解炉内部的反应管道，沿着管道逐步加热，进入高温区进行裂解反应。
裂解反应主要发生在高温下、加热方式有内、外加热两种，通常使用的是外加热方式。
在高温和催化剂的作用下，大分子烃类会发生裂解、重排和重组，生成较小分子量的烃类产品。
这些裂解产物包括乙烯、丙烯、丁烷、丁烯等烃类物质，从而增加了汽油和润滑油产品的产量。
裂解炉内部的温度、压力和催化剂的选择都是影响裂解过程的关键因素。
例如，适当的温度可以促进分子的断裂和转化，而过高或过低的温度都会影响反应的进行。
催化剂的选择也会影响裂解反应的产物分布和产率。
在裂解炉操作过程中，需要实时监测和调整这些参数，以确保裂解反应的稳定进行和产物的质量。
乙烯生产—管式炉裂解流程
• 目的：
• 提高分离操作温度,节约低温能量和材料。
• 除去部分水份和重质烃,减少后面干燥和低温的负担。
• 要求：
• Ｐ↑,设备材料要求增加,动力消耗也增加。
• Ｐ↑,精馏塔釜温↑,不饱和烃及重组分聚合
• Ｐ↑,α↓,分离困难。
∴生产中一般控制30～40atm。
• 采用多段压缩：
压缩升温时二烯烃、烯烃易聚合,∴为防止结焦,控制排气温度＜100℃,采
侧壁烧嘴
管式裂解炉的炉型
（ 二
1.鲁姆斯裂 解炉
）
管 式
2.凯洛格毫
裂
秒裂解炉
解
炉
的
炉 型
C裂解炉
SRT型裂解炉即短停留时间炉，是美国鲁姆
斯（Lummus）公司于1963年开发，1965
年工业化，以后又不断地改进了炉管的炉型
超伯的解选斯一温及裂缩的中司的超洛一下0解致.择特种度1炉解短收应，乙短（种，炉使秒性（炉和子炉停率用扬烯K停炉使。裂S毫（裂S型烃eR的，留，最子生留型物解秒lt5Tlo解，分o0结 该时 对 多 石 产时。料炉炉n型g～U炉 压e构炉间不的油装间1在结g由炉S19）简条&，型，同炉化置裂炉构0C7于是08公称件W裂先的改的型工均解管复毫年管目司e的U解后不善裂。公采炉内杂秒开径b前S在选技s推断裂解中司用简的，C）发较t世6e择术炉出改解原国和此称停投，0成小r界），年是。了进选料的齐种留资U所功，上公使S代根它，择有燕鲁裂S时相以所，R大R司生开据是是性较山石解间对T也需在T型在炉成始停美－为，大石油炉缩较称炉高乙7，的研留国Ⅰ了提的油化。短高为0管裂烯是产年究时斯～进高灵化工到。毫数解装美品代开间通Ⅵ一乙活工公因0秒量温置.国中开发、－0型步烯性公司裂裂多度5凯乙发的裂韦～。解， 烷等管副是产一品程较，少没，有乙弯烯头收，率阻较力高降而小命，名烃的分。压低，
乙烯管式裂解炉工作流程
乙烯管式裂解炉工作流程## 英文回答：### Ethylene Tubular Cracking Furnace Process Flow.The ethylene tubular cracking furnace is a critical component in the production of ethylene, a petrochemical building block used in the manufacture of plastics, fibers, and other products.The process flow of an ethylene tubular cracking furnace involves several stages:1. Feed Preparation: The feedstock for the furnace, typically comprising hydrocarbons such as ethane, propane, and butane, is preheated in a fired heater before entering the furnace.2. Cracking: The preheated feedstock is introduced into the furnace tubes, where it undergoes thermal cracking attemperatures ranging from 750°C to 950°C. During cracking, the hydrocarbon molecules break down into smaller fragments, including ethylene, propylene, and other products.3. Quenching: After cracking, the products are rapidly cooled to quench the reaction and prevent further decomposition. This is typically achieved by injectingwater or a quench oil into the furnace tubes.4. Fractionation: The quenched products are then sentto a fractionation unit, where the various products are separated based on their boiling points. Ethylene, beingthe lightest product, is recovered overhead, while heavier products such as propylene and butylene are recovered from the bottom of the fractionator.5. Compression and Purification: The recovered ethylene is compressed and purified to remove impurities such as hydrogen sulfide and carbon dioxide. This step ensures that the ethylene meets the specifications required for downstream processes.### 中文回答：乙烯管式裂解炉工作流程。
管式裂解炉工艺流程
裂解炉是乙烯生产装置的重要设备，其能耗约占乙烯装置总能耗70~75%。
4.6 管式裂解炉工艺流程
2） 急冷换热器
换热方式、作用和任务
① 间接急冷换热 采用高压热水作为换热介质，与来自裂解炉出口的裂解气进行间接快速换热。 间接换热的优点：不影响产品的质量，可回收高品位热能。产生约10MPa的超 高压蒸汽，被送入蒸汽管网用于驱动后续流程中的压缩机等动 力设备。 裂解气经间接急冷换热后，温度降到约400~500℃（停留时间控制在小于0.04
预分馏系统
急冷换热器
终止二次反应 回收能量
裂解炉
辐射段
裂解反应
图4-14 SRT-I立式管式裂解炉工艺流程图
3. 管式炉工艺主要设备
裂解炉和急冷换热器是该工艺的重要且关键设备。
1）管式裂解炉及炉管的结构
管式裂解炉 是通过外部加热的管式反应器， 结构通常为立式厢式炉。由炉体和裂解炉管
裂解 原料
两部分组成。大部分裂解炉炉体外观相似。
裂解 炉体
急冷换热器
裂解气
裂解 原料
裂解 原料
裂解
东方化工厂裂解炉外观照片
炉管
（荷兰GK公司）
炉管形式(结构) 辐射段内炉管结构形式多样， 专利商根据原料特性、生产规模和乙烯收率等 设计并制造出结构、排布形式不同的炉管。 例如，图4-14-1是4组各8程的炉管。
图4-14-1 SRT-I立式管式 裂解炉及炉管图
结焦 是裂解炉和急冷换热器常遇到的问题，主要来源于二次反应。 危害 直接影响裂解炉的操作周期。
i） 使炉管出口压差增大； 炉内有过热现象发生，光亮点； 燃料量增大； 裂解气中乙烯含量降低 ii） 使急冷换热器出口温度升高，压降增大，系统压力增大影响裂解炉正 常运转，甚至不能终止二次反应。 清焦 清焦的方法比较简单。（略）
管式裂解炉工艺流程
管式裂解炉工艺流程管式裂解炉是一种重要的炼油装置，其工艺流程主要包括供料系统、炉管系统、加热系统、分馏系统和产物处理系统等几个方面。
首先是供料系统，原料主要是重油和轻油，通过供料泵将原料送入炉管系统。
为了确保供料的稳定性和流量的控制，供料系统通常设置有流量传感器和自动控制阀门。
接下来是炉管系统，一般由多个炉管组成。
原料进入炉管后，经过加热器加热，然后进入管式裂解炉。
在炉管内，原料与催化剂接触，发生热裂解反应。
为了提高反应效率和催化剂的利用率，炉管内部通常设置有分散器和催化剂再生系统。
分散器可以均匀地将原料和催化剂混合，催化剂再生系统则可以对已使用过的催化剂进行再生，延长其使用寿命。
加热系统是整个工艺流程中非常重要的部分。
在炉管内，原料需要经过加热才能进行热裂解反应。
加热系统通常由多个燃烧室和余热锅炉组成。
燃烧室内燃烧燃料，产生高温烟气，通过余热锅炉将烟气中的余热转化为蒸汽或热水，然后通过换热器将蒸汽或热水传递给炉管内的原料，从而达到加热的目的。
分馏系统是将裂解产物进行分类和分离的一个重要环节。
裂解产物主要包括汽油、液化气、柴油和渣油等。
分馏系统通常由多个分馏塔和冷凝器组成。
裂解产物进入分馏塔后，在不同的温度下部分汽化，然后通过冷凝器将汽化的气体转化为液体，并进行分类和分离。
最后是产物处理系统，目的是将裂解产物中的杂质和有害物质去除，以获得清洁的燃料和化工原料。
产物处理系统通常包括脱硫、脱氮、脱酸和脱沥青等工艺。
通过这些工艺，可以降低燃料的硫含量、氮含量、酸含量和沥青含量，提高产物的质量和环保性能。
综上所述，管式裂解炉工艺流程是一个复杂而重要的过程，涉及供料系统、炉管系统、加热系统、分馏系统和产物处理系统等多个环节。
只有在各个环节的协同作用下，才能实现原料的高效利用和产物的高质量。
管式炉裂解
管式炉裂解 - 正文石油烃通过管式裂解炉进行高温裂解反应以制取乙烯的过程。
它是现代大型乙烯生产装置普遍采纳的一种烃类裂解方法。
管式炉裂解生产乙烯的工艺已有60多年的历史。
管式裂解炉是其核心设备。
为了满足烃类裂解反应的高温、短停留时间和低烃分压的要求，以及提升加热炉的热强度和热效率，炉子和裂解炉管的结构经历了不断的改善。
新型的管式裂解炉的热强度可达 290～375MJ/〔m2·h〕，热效率已可达92％～93％,停留时间可低于0.1s,管式炉出口温度可到900℃，从而提升了乙烯的产率。
工艺流程可分为裂解和急冷-分馏两部分〔图1〕。
管式炉裂解①裂解裂解原料经预热后，与过热蒸汽〔或称稀释蒸汽〕按一定比例〔视原料不同而异〕混合，经管式炉对流段加热到500～600℃后进入辐射室，在辐射炉管中加热至780～900℃，发生裂解。
为防止高温裂解产物发生二次反应，由辐射段出来的裂解产物进入急冷锅炉，以迅速降低其温度并由换热产生高压蒸汽，回收热量。
②急冷-分馏裂解产物经急冷锅炉冷却后温度降为350～600℃，需进一步冷却，并分开出各个产品馏分。
来自急冷锅炉的高温裂解产物在急冷器与喷入的急冷油直接接触，使温度降至200～220℃左右，再进入精馏系统，并分别得到裂解焦油、裂解柴油、裂解汽油及裂解气等产物。
裂解气则经压缩机加压后进入气体分开装置。
裂解原料和产品分布最初，美国管式炉裂解原料是用天然气、油田伴生气和炼厂气中回收的轻质烃，其中主要含有乙烷、丙烷、丁烷及碳五馏分。
50年代，西欧和日本的石油化工兴起，由于缺乏石油及天然气资源，因而采纳石脑油作裂解原料。
60年代后，又相继开发以轻柴油、重柴油和减压瓦斯油为原料的裂解技术，扩展了裂解原料来源。
关于不同的原料，裂解工艺参数不同、在适宜条件下的裂解产品分布也各异〔见表〕。
一般的规律是，随着原料相对密度的增加，乙烯产率下降；使用柴油原料时，则馏分越重，裂解技术越趋于复杂，裂解炉管中结焦加剧，从而缩短操作周期。
3.3管式裂解炉及裂解工艺过程
反应管材料
过去，一般采用主 要成分为含镍20％、 铬25％的HK-40合 金钢作为裂解反应 管材料 。 70年代以后又改用 含镍35％、铬25％ 的HP-40合金钢， 用离心浇铸法制成， 内部经机械加工平 整以减少反应过程 的结焦。
裂解炉炉型
▪ 目前国际上应用较广的管式裂解炉有： ▪ 短停留时间炉（SRT型炉） ▪ 超选择性炉（USC型炉） ▪ Linde-Selas炉（LSCC） ▪ 超短停留时间炉。（USRT炉）
简介
• 早期的管式裂解炉是沿用石油炼制工业的加热 炉的结构采用横置裂解炉管的方箱炉。反应管 放置在靠墙内壁处，采用长火焰烧嘴加热，炉 管表面热强度低。
• 20世纪50年代，炉管位置由墙壁处移至辐射室 中央，并采用短焰侧壁烧嘴加热，提高了炉管 表面热强度和受热均匀性。
• 20世纪60年代，反应管开始由横置式改为直立 吊装式。采用单排管双面辐射加热和多排短焰 侧壁烧嘴，提高了反应的径向和轴向温度分布 的均匀性。
3.3.3.2 SRT型裂解炉的优化及改进措施
热裂解的工艺方法改进的目标
提高设备生产能力 获得最大的乙烯产率 付出最少的能量
提高反应温度 缩短停留时间 降低烃分压
▪ 不同辐射盘管裂解工艺性能 ▪ 不同SRT炉型的裂解产品收率 ▪ 变径管分析 ▪ 不变径与变径反应管的比较
3.3.1.3 其它管式裂解炉
3.3.1 管式裂解炉
60年代初期 SRT-Ⅰ型炉
双辐射立管 实现了高温、短停留时间
60年代中期 SRT-Ⅱ型炉
分叉变径炉管 降低烃分压
70年代中期 SRT-Ⅲ型炉
材质 炉内管排增加 提高热强度 提高生产能力
80年代
SRT-Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型炉
管式裂解炉(第六章)
采用二级急冷锅炉是与采用小管径辐射盘管的裂解炉相匹配的。为了缩短停留时间并提高裂解温度，裂解炉辐射盘管向短长度、小管径的方向发展。相应，其单炉生产能力降低，为达到给定的单炉生产能力，单炉的辐射盘管数大大增加。在这种情况下，为降低辐射盘管出口至急冷锅炉入口之间高温裂解气的停留时间，提高裂解的选择性，采用二级急冷锅炉是行之有效的方法。正因为如此，斯通--韦伯斯特、凯洛格、布朗路特(Brown & Root)等公司均曾采用二级急冷锅炉与其单程或双程的小管径辐射盘管的裂解炉配套。
3．减少炉体热损失
炉体热损失一般为总热负荷的2．5％～4％。近年来，改进保温材料和保温设计，可使炉体热损失下降约25％。
(三)改善高温裂解气热量回收
1．取消蒸汽过热炉
早期设计均设置蒸汽过热炉，来过热裂解炉回收的高压蒸汽。当今的设计，均取消了蒸汽过热炉，回收的高压蒸汽在对流段进行过热。由此不仅节省了蒸汽过热炉的投资，而且降低了燃料的消耗量。
在相同工艺技术水平的前提下，乙烯收率主要取决于乙烯原料的性质。因此，裂解原料的选择，在很大程度上决定乙烯生产的能耗。
就裂解炉设计而言，通过采用高温、短停留时间和低烃分压来提高乙烯收率，经过几十年的不断改进，目前已达较高的水平。近年设计的裂解炉，相同裂解原料的乙烯收率比20世纪70年代提高了15％~20％。裂解操作条件的改善，不仅大大降低了原料的消耗，也使乙烯生产能耗明显下降。
乙烯的生产—管式炉裂解工艺流程的组织
四、结焦与清焦
裂解炉和急冷锅炉的清焦方法：
①停炉清焦法 是将进料及出口裂解气切断（离线）后，将裂解炉和 急冷锅炉停车拆开，分别进行除焦，用惰性气体和水蒸汽清扫管线， 逐渐降低炉温，然后通入空气和水蒸汽烧焦。（周期较长，操作繁琐） ②在线清焦法 不停炉清焦是一个改进。它有交替裂解法、水蒸汽法、 空气清焦法等（周期短，节能） ③其它方法：加入助剂，起到抑制作用。 在裂解炉进行清焦操作时，废热锅炉均在一定程度上可以清理部分 焦垢，管内焦炭不能完全用燃烧方法清除，所以一般需要在裂解炉 1～2次清焦周期内对废热锅炉进行水力清焦或机械清焦。
设置原则：一般先间接急冷，即裂解产物先进急冷换热器， 后直接急冷，即油洗和水洗来降温。
三、急冷换热器
裂解装置五大关键设备之一
1、急冷要求（设备作用）
快速降温终止裂解反应,即在极短时间（0.01～0.1s内）骤 降到露点温度附近,传热强度约达418.7MJ/m2h左右。操作 苛刻。（在一定压力下判断：
烧焦过程主要反应为： C＋O2→CO2 C+H2O→CO+H2 CO+H2O→CO2+H2
检测出口尾气中CO2 ＜0.2%，可以认为在此温度 下清焦基本结束。
2、急冷的方式 ②间接急冷 急冷废热锅炉（急冷换热器（常以TLE或TLX表示）与汽 包构成的发生蒸汽系统） 用换热器回收大量的热量，冷却介质用高压热水。
二、急冷的目的和方式
2、急冷的方式 ③急冷方式比较
直接急冷 设备费用少 ； 操作简单 传热效果好 产生大量含油污水,难分离 不能回收高品位的热能
间接急冷 回收高品位的热能 不如直接方式中冷热物流接触空间大 无污水 能量利用合理 结焦比较严重
裂解炉有哪几部分组成？ 炉体（对流室、辐射室），炉管，燃烧器。
乙烯生产工艺流程组织—裂解炉的选择
任务四 裂解炉的选择
一.鲁姆斯公司的SRT型裂解炉
任务四 裂解炉的选择
一.鲁姆斯公司的SRT型裂解 炉 如图3-14所示，鲁姆斯公
司的SRT型裂解炉(短停留 时间裂解炉)为单排双辐射 立管式裂解炉，对流段设 置在辐射室上部的一侧， 对流段顶部设置烟道和引 风机。对流段内设置进料、 稀释蒸汽和锅炉给水的预 热。
任务四 裂解炉的选择
三.SC-1型管式裂解炉 美国凯洛格公司2001年
与其他公司合并成为新 的KBR公司，兰州石化 年产70万吨乙烯装置裂 解炉采用的是KBR和 ExxonMobil (埃克森美 孚)共同开发的SC-1型 管式裂解炉，其炉管构 型如图3-16所示。
任务四 裂解炉的选择
三.SC-1型管式裂解炉 该裂解炉属单流程、双排管、双面辐射、单
不变径与变径反应管的比较
项目五：生产工艺流程组织
任务四 裂解炉的选择
任务四 裂解炉的选择
二.凯洛格的USRT炉 超短停留时间裂解炉
简称USRT炉(见图315)，是美国凯洛格 (Kellogg) 公司在20世 纪60年代开始研究开 发的一种炉型。
任务四 裂解炉的选择
二.凯洛格的USRT炉 1978 年开发成功，在高裂解温度下，使物
任务四 裂解炉的选择
一.鲁姆斯公司的SRT型裂解炉改进
炉型：烧嘴 侧壁无焰烧嘴 侧壁烧嘴与底部烧嘴联合
盘管结构： 炉管的排列：多程 双程 减少结焦部位，延长 操作周期
结构：光管 焦周期
带内翅片 降低管内热阻 延长清
管径：等径 变径 缓解管内压力的增加
材质：HK-40 HP-4 提高热强度
任务四 裂解炉的选择
任务四 裂解炉的选择
第五章 裂解炉设计
第五章 管式裂解炉的工艺计算
主要内容：
1）学习管式裂解炉热量衡算及全炉热效率； 2）管式裂解炉反应管设计方法。
3
第一节 管式裂解炉的热量衡算
1）温度条件
烟气排出温度t2
烃类原料与稀释蒸汽的对流室进 出口温度、辐射室进出口温度、锅炉 给水对流室进出口温度、烟气出口温 度；
原料Ta 稀释蒸汽Tb
2）原料性质
回顾
急冷换热器特点:
(1)高质量流速 质量流速一般为50~120kg/(m2∙s)，最好为60~110kg/(m2∙s)。 (2)高压力水 普遍采用的压力一般在8.33~11.8MPa之间。 (3)短停留时间 控制在0.05s左右。 (4)低压力降 急冷锅炉的最大压降(末期)为0.01MPa左右。
第五章 管式裂解炉的工艺计算
Q供 = BQ燃低 + BH 燃 + BH 雾 + BH 空气 2）
B ——燃料用量, kg/hr
Q燃低 ——燃料的低发热值，kcal/kg燃料 H燃 ——燃料带入的显热，kcal/kg燃料 H 雾——每公斤燃料所需要的雾化水蒸汽带入的热量， kcal/kg燃料 H空气 ——每公斤燃料所需要的空气带入的热量， kcal/kg燃料
❑ 指定d，求解微分方程组，可得：x、l、θ、△P
（3） 数学模型法
（3） 数学模型法
（3） 数学模型法
6
第一节 管式裂解炉的热量衡算
QE + Q损 = QE + BH t2 + Q损(墙) + Q化损 3）
式中：QE ——全炉物料（烃、稀释蒸汽、锅炉给水）升温、反应所需
要的热量（管内按等压过程处理）， kcal/hr
H
——每公斤燃料燃烧后所生成的烟气在排出温度 t2 kcal/kg燃料
管式裂解炉(第六章)
第六章管式裂解炉第一节概述制取乙烯的方法很多，以管式炉裂解技术最为成熟，具有结构比较简单、运转稳定性好和烯烃收率高等优点，世界乙烯产量的99％都是由管式炉裂解法生产的。
管式裂解炉是乙烯装置的一个关键设备。
炉膛中设置了一定排列形式的金属管，管内通以裂解原料，裂解反应所需的热量，由管外的燃料燃烧来提供。
裂解炉的性能对乙烯收率有重大影响，并且影响整个乙烯装置的操作。
裂解炉的能耗占装置能耗的70％～85％左右。
由此可见裂解炉在乙烯装置中占举足轻重的地位。
自1964年开发成功垂直悬吊立管式裂解炉以来，乙烯裂解技术一直在发展，在缩短停留时间、改善裂解选择性、提高产品收率、降低能耗、增强对裂解原料的适应性等方面进行研究、开发。
本节就裂解的基本原理、裂解炉的炉型和结构等问题作简单介绍，以期对读者了解管式裂解炉有所帮助。
第二节管式炉裂解的工艺过程管式炉裂解的工艺流程包括原料供给和预热、对流段、辐射段、高温裂解气急冷和热量回收等几部分。
不同裂解原料和不同热量回收，形成各种不同的工艺流程。
图6—1是管式炉裂解的流程示意图。
一、裂解原料预热和稀释蒸汽注入裂解原料主要在对流段预热，为减少燃料消耗，也常常在进入对流段之前利用低位能热源进行预热。
裂解原料预热到一定程度后，需在裂解原料中注入稀释蒸汽。
稀释蒸汽注入的方式大致分为原料进入对流段之前注入，原料在对流段中预热到一定温度后注入和二次注入(原料先注入部分稀释蒸汽，在对流段中预热至一定程度后，再次注入经对流段预热后的稀释蒸汽)等。
二、对流段管式裂解炉的对流段用于回收烟气热量，回收的烟气热量主要用于预热裂解原料和稀释蒸汽，使裂解原料汽化并过热至裂解反应起始温度后，进入辐射段加热进行裂解。
此外，根据热量平衡也可在对流段进行锅炉给水的预热、助燃空气的预热和超高压蒸汽的过热。
稀释蒸汽是从对流段炉管注入裂解原料中的。
稀释蒸汽不仅对降低烃分压、减少结焦有利，而且也有助于烃类在对流段炉管中的气化。
管式裂解炉(第六章)
第六章管式裂解炉第一节概述制取乙烯的方法很多，以管式炉裂解技术最为成熟，具有结构比较简单、运转稳定性好和烯烃收率高等优点，世界乙烯产量的99％都是由管式炉裂解法生产的。
管式裂解炉是乙烯装置的一个关键设备。
炉膛中设置了一定排列形式的金属管，管内通以裂解原料，裂解反应所需的热量，由管外的燃料燃烧来提供。
裂解炉的性能对乙烯收率有重大影响，并且影响整个乙烯装置的操作。
裂解炉的能耗占装置能耗的70％～85％左右。
由此可见裂解炉在乙烯装置中占举足轻重的地位。
自1964年开发成功垂直悬吊立管式裂解炉以来，乙烯裂解技术一直在发展，在缩短停留时间、改善裂解选择性、提高产品收率、降低能耗、增强对裂解原料的适应性等方面进行研究、开发。
本节就裂解的基本原理、裂解炉的炉型和结构等问题作简单介绍，以期对读者了解管式裂解炉有所帮助。
第二节管式炉裂解的工艺过程管式炉裂解的工艺流程包括原料供给和预热、对流段、辐射段、高温裂解气急冷和热量回收等几部分。
不同裂解原料和不同热量回收，形成各种不同的工艺流程。
图6—1是管式炉裂解的流程示意图。
一、裂解原料预热和稀释蒸汽注入裂解原料主要在对流段预热，为减少燃料消耗，也常常在进入对流段之前利用低位能热源进行预热。
裂解原料预热到一定程度后，需在裂解原料中注入稀释蒸汽。
稀释蒸汽注入的方式大致分为原料进入对流段之前注入，原料在对流段中预热到一定温度后注入和二次注入(原料先注入部分稀释蒸汽，在对流段中预热至一定程度后，再次注入经对流段预热后的稀释蒸汽)等。
二、对流段管式裂解炉的对流段用于回收烟气热量，回收的烟气热量主要用于预热裂解原料和稀释蒸汽，使裂解原料汽化并过热至裂解反应起始温度后，进入辐射段加热进行裂解。
此外，根据热量平衡也可在对流段进行锅炉给水的预热、助燃空气的预热和超高压蒸汽的过热。
稀释蒸汽是从对流段炉管注入裂解原料中的。
稀释蒸汽不仅对降低烃分压、减少结焦有利，而且也有助于烃类在对流段炉管中的气化。
管式裂解炉及裂解部分工艺流程
管式裂解炉及裂解部分工艺流程引言管式裂解炉是炼油行业中常见的一种设备，用于将原油或其他石油产品进行热分解，以获得更有价值的产品。
本文将介绍管式裂解炉的基本原理和工艺流程。
管式裂解炉的基本原理管式裂解炉是通过将原油或其他石油产品加热至高温，并在催化剂的作用下，将长链分子分解为短链分子的过程。
该过程中产生的短链分子可用于制备汽油、柴油、润滑油等产品。
管式裂解炉通常由加热炉、催化剂床、蒸发器和冷凝器等部分组成。
其中，加热炉用于将原油加热至裂解温度，催化剂床用于裂解原油，蒸发器用于将裂解产物中的液体成分蒸发，冷凝器用于将蒸发后的气体冷凝为液体。
裂解部分工艺流程管式裂解炉的裂解部分工艺流程一般包括以下几个步骤：1. 原油预热原油从储罐中提取后，经过暖交换器预热至适宜的温度。
预热有助于提高裂解效率，并减少能源消耗。
2. 催化剂床预热后的原油进入催化剂床，与催化剂接触。
催化剂通常是由酸性氧化物和活性金属组成，能够催化热分解反应。
在催化剂的作用下，长链分子被裂解为短链分子。
3. 裂解产物分离裂解产物由裂解床出口进入分离装置，分离装置通常包括快速冷凝器和减压闪蒸器。
快速冷凝器用于将裂解床出口的气体迅速冷却，使其转化为液体。
减压闪蒸器用于降低液体的压力，从而使其能够闪蒸，进一步分离出液体和气体。
4. 液体处理分离后的液体通常需要经过一系列处理步骤，以获得所需产品。
这些处理步骤可能包括脱酸、脱硫、降磷等操作，以提高产品的质量。
5. 气体回收裂解部分产生的气体通常包含大量的炭氢化合物，可用于再加工。
气体通常经过凝结和压缩等处理后，用于生产液化石油气(LPG)、石化原料等。
结论管式裂解炉是炼油行业中重要的设备之一，通过热裂解原油或其他石油产品，可以获得更有价值的短链分子。
裂解部分工艺流程包括原油预热、催化剂床、裂解产物分离、液体处理和气体回收等步骤。
通过合理控制裂解温度、催化剂选择以及后续处理操作，可以获得高质量的石化产品。
管式炉裂解
反应 分离准备
高压蒸气流程：
蒸汽包
①
③
11MPa,447℃
① 入管网
3、急冷油和燃料油系统 急冷油设备：
分离
油急冷器：
油洗塔：塔稀顶释为蒸氢汽、和气酸态性烃气、体裂。解汽油、
裂解轻柴油汽提塔：
指标：
燃料油汽提塔：
50℃以下的运动粘度：
问题： 急冷油系统结焦 4·5～5·0×10－5m2/s
措施：急冷油系统设过滤网
绝热过程
常压下都是气体，沸点很低
分离温度太低，需要大量冷量
解决办法
提高压力 实现 压缩机
95页图3-26
问题2：为什么要多级压缩？ ①节约压缩功耗
压缩段数越多
越接近等温压缩
②降低出口温度
控制压缩后温度≦100℃。(聚合） ③段间净化分离
水、 C3及C3以上重组分
减少负荷，节省冷量。
举例： T2=T1（P1/P2）（-1）/ 绝热指数： =1·228
3、抑制裂解炉结焦技术 ①使用涂覆技术降低炉管结焦
表面热处理后形成涂层。 已经成熟投产。
②使用结焦抑制剂（FSI)
Forest Star International
实验证明： 两次清焦运行期增加3倍， 由原来每45天清焦一次的100小时
135天费时2～4小时。
任务： 1、开发耐高温的裂解管材 2、寻找耐高温、高选择性催化剂
④再生气洗涤塔：用水洗涤再生气体后去 火炬。
（6）丙酮吸收法脱乙炔流程
①溶剂
√
丙酮、 二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、
乙酸乙酯等。
94页图3-25
用途：乙炔回收
脱炔后C2馏分去乙烯塔
C2馏分
srt-v管式裂解炉的裂解流程
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请收集热裂解法反应设备——管式炉的结构，并从烃类裂解生产烯烃的角度出发，比较各反应设备的优缺点。
热裂解法反应设备有：
1.短停留时间炉
2.凯洛格毫秒裂解分区域裂解炉
3.超选择性裂解炉
4.林德－西拉斯裂解炉
5.超短停留时间裂解炉
6.除了上述几种主要炉型外，工业上曾得到应用的还有日本三菱倒梯台炉（采用椭圆形裂解反应管）、法国石油研究院(IFP)的梯台炉、美国福斯特-惠勒梯台炉、多区炉等，但这些炉子现已很少为生产厂采用。
结构：
管式裂解炉通常由对流室和辐射室两部分组成。
一般是两炉子对称组合成门字形结构，采用自然或强制排烟系统。
对流室内设有水平放置的数组换热管以预热原料、工艺稀释用蒸汽、急冷锅炉进水以及过热高压蒸汽等。
辐射室由耐火砖（里层）、隔热砖(外层)砌成。
新型炉也有的使用可塑耐火水泥作为耐火材料。
裂解炉管悬吊在辐射室中央。
这是管式裂解炉的核心部分，裂解反应管的结构及尺寸随炉型而变。
炉膛的侧壁和底部安装有燃烧器以加热反应管。
裂解反应产物离开反应管后立即进入急冷锅炉，被高压水骤冷以中止反应并生产10～12MPa的高压蒸汽，从而回收热能。
急冷锅炉随裂解炉型而有所
不同。
1.短停留时间炉（图1）
是鲁姆斯公司在60和70年代开发的炉型（SRT）,有三种:即SRT-Ⅰ、SRT-1Ⅱ及SRT-Ⅲ型（图2），其中SRT-Ⅱ又可分为高选择性(HS)和高生产能力 (HC)两种。
SRT-Ⅰ型由等径管组成；SRT-Ⅱ及SRT-Ⅲ则为前细后粗的变径管，四股平行进料以强化前期加热，缩短停留时间和后期降低烃分压,从而提高选择性,增加乙烯产率。
2.凯洛格毫秒裂解分区域裂解炉
凯洛格毫秒裂解炉MSF(Milli Second Furnace)美国凯洛格公司（M.Kelogg co.）在60 年代开始研究此种炉型，1978年开发成功。
在高裂解温度下，使物料在炉管内的停留时间缩短到0.05～
0.1s（50～100ms），是一般裂解炉停留时间的1/4～1/6。
以石脑
油为原料裂解时，乙烯单程收率提高到32～34.4%（质量）。
毫秒
裂解炉系统见图7-3，炉管布置见图7-4，裂解管是由单排垂直管
组成，仅一程，管径25～30mm ，管长10m ，热通量大，可使原料
烃在极短时间内加热至高温（裂解气出口温度可高等850～
880℃）；且因裂解管是一程，没有弯头，阻力降小，烃分压低。
7-3毫秒裂解炉系统 7-4毫秒裂解炉炉管组
图2
7-3毫秒裂解炉系统 7-4毫秒裂解炉炉管组
分区域裂解炉在课本51页
3.超选择性裂解炉
简称USC ，它是美国斯通－韦伯斯特公
司在70年代开发的一种炉型，炉子的基本结
构与SRT 炉大体相同，但反应管由多组 W 型
变径管组成（图3[USC 炉反应管]），每组四
根管,前两根材质为HK-40,后两根为HP-40，
全部离心浇铸和内部机械加工平整,管径由
小到大，一般为50～83mm,长为10～20m。
按照生产能力的要求，每台炉可装16、24或32个管组，裂解产物离开反应管后迅速进入一种专用急冷锅炉(USX),每两组反应管配备一个急冷锅炉。
4.林德－西拉斯裂解炉
简称LSCC炉是林德公司和西拉斯公司在70年代初合作研制而成的一种炉型。
炉子的基本结构与SRT
炉相似炉膛中央吊装构形特殊的反应管
（图4[LSCC炉反应管排列方式]）,每组
反应管是由12根小口径管（前8根组成
4对平列管,后4根组成两对平列管）以及
4根中口径管（由4根管组成两对平列管）
和一根大口径管组成，管径为6～15cm，管总长45～60m。
裂解产物离开反应管后立即进入急冷锅炉骤冷。
5.超短停留时间裂解炉
简称USRT炉，或称毫秒裂解炉。
是美国凯洛格公司和日本出光石油化学公司在70年代末共同开发成功的新型管式裂解炉。
炉子由十多根直径约为2.54cm,长约10m的单根直管并联组成。
反应管吊在辐射室中央，由底部烧嘴进行双面辐射加热。
物料由下部进入上部离开并迅速进入专用的USX型急冷锅炉,每两根反应管合用一个USX，多个USX合接一个二次急冷锅炉。
优缺点：
1.短停留时间炉
优点：（1）实现了高温、短停留、低烃分压裂解。
采用双面辐射的单排管，能最大限度地接受辐射热量。
（２）炉型结构合理。
辐射室底部侧壁均有均匀分布的加热烧嘴，使炉管周边温度分布均匀，管上下温差较小；炉管能上下自由伸长缩短，不因温度效应而变形；炉管吊装件埋在上部隔热层内，避免高温辐射；在裂解管出口上方即接装急冷换热器，使裂解气更快急冷，减少二次反应发生的机会。
缺点：操作周期长
2.凯洛格毫秒裂解分区域裂解炉
优点：热通量大，可使原料烃在极短时间内加热至高温（裂解气出口温度可高等850～880℃）；且因裂解管是一程，没有弯头，阻力降小，烃分压低，乙烯收率比其他炉型要高。
缺点：流了分布不均匀
3.超选择性裂解炉
优点：①采用多组小口径管并双面辐射加热,炉管比表面较大，加热均匀且热强度高,从而实现了0.3s以下的短停留时间。
②采用变径管以降低过程的烃分压。
短的停留时间和低的烃分压使裂解反应具有良好的选择性。
缺点：乙烯收率低.
4.林德－西拉斯裂解炉
优点：①原料入口处为小口径管双排双面辐射加热，物料能迅速升温，缩短停留时间，后继的反应管则为单排双面辐射，管径采取逐管增大
方式以达到降低烃分压的目的。
②物料在反应管中的停留时间为0.2～0.4s。
○3|短停留时间和低烃分压使裂解反应具有较高的选择性，乙烯产率高。
缺点：容易结焦，造价高。