完整版石油烃类裂解制乙烯 基本有机化工第一章
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12.4 25.6 25.6
轻柴油 180～330
790 107 0.75
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10.1
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0.3
9.65 19.0 17.25
表1-4 温度—停留时间效应对石脑油裂解产物分布关系
图 SPT-Ⅱ型裂解炉1-对流 室；2-辐射室；3-炉管组； 4-烧嘴1P-Ф89（64）； 2PФ114（89）； 3P、4PФ178（146）； 总长 48.8m
运行技术条件分析： （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。其次 是对流段的预热管布置更合理使烟气出口温从SRTⅡ型的180～200℃降到130～140℃，炉子热效率提高至 93.5％。 （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。
? 直接急冷的急冷剂用油或水，急冷下来的油水密度相差 不大，分离困难，污水量大，不能回收高品位的热能。 ? 采用间接急冷，回收热能，产生高压水蒸气以驱动裂解 气、乙烯、丙烯三压缩机、汽轮机发电及高压水泵等机械， 同时终止二次反应。 ? 结焦问题 ?间接急冷虽然比直接急冷能回收高品位能量和减少污水对环 境的污染，但急冷换热器技术要求愈高，裂解气的压力损失也 较大。
件
水蒸气/油（质量）
乙烷
94% 737
154.7
0.33
丙烷 95.7%
840
100
0.4
石脑油 45～160℃
820 100 0.60
裂解产物组成，%（质量）
H2
CH4
C2H4
C2H6
C3H6
C3H8
C4
C5+
燃料油
3.08
7.45
43.3
37.3
32.7 32.7
1.1
4.64
1.25
20.35
乙醇
酯化
乙酸乙酯、其它酯类
水合
溶剂及合成原
加氢脱水
丁二烯
合成橡胶
丙酸
氢甲酰化 丙醛 还原 正丙醇
溶剂
上海赛科900Kt/a乙烯工程
表1-3 不同组成的原料烃的裂解产物分布（单程）
原料
原料规格
裂 辐射管出口温度，℃
解
条
辐射管出口压力，kpa
器的结构与一般管壳式换热器不同之处在于用双套管列管 式代替单管列管式，双套管管束焊接在椭圆形截面的直排 集流管上，集流管及联结集流管的沟槽焊成管排结构，代 替一般的平面管板。 （ 2 ） USX 急冷换热器。
斯通-韦勃斯特公司的两级急冷技术中， USX 是第一级 急冷， TLX是第二级急冷。采用两级急冷的目的是可以较 早地降温以迅速停止二次反应。
出口温度,℃
788～800
停留时间,s
1.2
产物分布， %（质量）
CH4
C2H4 C3H6
C4H6 C5+ CH4/C2H4
C2=+C3=+C4H6
15.6
23.0 13.6
2.23 2.8 0.678
38.8
816～837
0.65
16.6
25.9 12.7
3.8 29.7 0.641
42.4
837～871
茂名新建800KT裂解炉
炉管的横跨段
兰州裂解炉
裂解炉的吊装
裂解气急冷与急冷换热器
从裂解管出来的裂解气是含烯烃的气体和大量水蒸汽，温 度在727～927℃，烯烃反应性很强，若任它们在高温下长时 间停留，仍会继续发生二次反应，产生高聚物或结焦，生成副 产物，所以必须使裂解气急冷以终止反应。 ? 急冷的方法有两种，一种是直接急冷，另一种是间接急冷。
图为 USX 急冷换热器结构图，它的入口为自由伸缩结构， 内管为变径管，入口气流速高达 280m/s ，停留时间为 0.0168s ，温度由 762℃降至577℃。在此操作条件下，即 使急冷管后段略有结焦，但管径扩大了，裂解气的压差改 变并不很大。
裂解气净化与分离的任务
（1）除去裂解气中有害的杂质； （2）分离出单一烯烃产品或烃的馏分，为基本有
0.35
16.8 29.3 12.2 4.2 27.8 0.575
45.7
899～927
0.1
167.3 33.3 11.7 4.8 23.0 0.501
49.8
管式炉裂解的工艺流程
鲁姆斯SRT-Ⅲ型炉（Lummus Short Residence Time-Ⅲ Type） SRT型炉，即短停留时间裂解炉，是60年代开发的，最先为 SRT-Ⅰ型，后为SRT-Ⅱ型，近发展为SRT-Ⅲ及SRT-Ⅳ型。SRT各型 裂解炉外形大体相同，而裂解径及排布则各异，Ⅰ型为均径管， Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型为变径管。炉型见图。
第一章 烃类热裂解 概述
1. 什么叫烃类的热裂解? 2. 目前世界上主要乙烯生产国的产量是多少？ 因为烯烃的性质活泼，自然界中没有烯烃存在。 工业上获得低级烯烃的主要方法是将烃类热裂解。
烃类热裂解法是将石油系烃类原料（天然气、 炼厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使 烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量 较小的烯烃、烷烃和其他分子量不同的轻质和重 质烃类。
急冷换热器
采用间接急冷，关键设备是急冷换热器，它是裂解装置中五大关键设备之一 急冷换热器的结构必须满足裂解气急冷的特殊条件，急冷换热器与一般换热器 不同是高热强度，管内外必须同承受很大的温度差和压力差，同时又要考虑急 冷管内的结焦清焦操作，操作条件极为苛刻。
（１）双套管式急冷换热器。 施米特型双套管式急冷换热器，即ＳＨＧ型。这种换热
在低级不饱和中，以烯烃最为重要，产量也 最大，乙烯产量常作衡量一个国家基本有 机化学工业的发展水平。
乙 烯
与丙烯共聚
乙丙橡胶 缩合 2-羟基丁醛
电缆、电线材料
酯化 丁酯
溶剂、 增塑剂
Baidu Nhomakorabea丁醇
溶剂
氧化 乙醛 醋酸 药物、酯类、醋酸乙烯纤维（维尼龙）
辛醇、季戊四醇
增塑剂
齐聚、水合
高碳直链醇（C11～C18） 合成洗涤剂
机化学工业和高分子化学工业等提供原料 。
– 有些产品的生产要求使用高纯度的烯烃原料，很多聚 合级产品的生产，对原料有很高的要求生产聚乙烯、 聚丙烯以及乙丙橡胶用的乙烯和丙烯，要求纯度要达 到99.9%。
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20.33 19.26
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16.0
0.5
12.4 25.6 25.6
轻柴油 180～330
790 107 0.75
0.6
10.1
23.0
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0.3
9.65 19.0 17.25
表1-4 温度—停留时间效应对石脑油裂解产物分布关系
图 SPT-Ⅱ型裂解炉1-对流 室；2-辐射室；3-炉管组； 4-烧嘴1P-Ф89（64）； 2PФ114（89）； 3P、4PФ178（146）； 总长 48.8m
运行技术条件分析： （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。其次 是对流段的预热管布置更合理使烟气出口温从SRTⅡ型的180～200℃降到130～140℃，炉子热效率提高至 93.5％。 （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。
? 直接急冷的急冷剂用油或水，急冷下来的油水密度相差 不大，分离困难，污水量大，不能回收高品位的热能。 ? 采用间接急冷，回收热能，产生高压水蒸气以驱动裂解 气、乙烯、丙烯三压缩机、汽轮机发电及高压水泵等机械， 同时终止二次反应。 ? 结焦问题 ?间接急冷虽然比直接急冷能回收高品位能量和减少污水对环 境的污染，但急冷换热器技术要求愈高，裂解气的压力损失也 较大。
件
水蒸气/油（质量）
乙烷
94% 737
154.7
0.33
丙烷 95.7%
840
100
0.4
石脑油 45～160℃
820 100 0.60
裂解产物组成，%（质量）
H2
CH4
C2H4
C2H6
C3H6
C3H8
C4
C5+
燃料油
3.08
7.45
43.3
37.3
32.7 32.7
1.1
4.64
1.25
20.35
乙醇
酯化
乙酸乙酯、其它酯类
水合
溶剂及合成原
加氢脱水
丁二烯
合成橡胶
丙酸
氢甲酰化 丙醛 还原 正丙醇
溶剂
上海赛科900Kt/a乙烯工程
表1-3 不同组成的原料烃的裂解产物分布（单程）
原料
原料规格
裂 辐射管出口温度，℃
解
条
辐射管出口压力，kpa
器的结构与一般管壳式换热器不同之处在于用双套管列管 式代替单管列管式，双套管管束焊接在椭圆形截面的直排 集流管上，集流管及联结集流管的沟槽焊成管排结构，代 替一般的平面管板。 （ 2 ） USX 急冷换热器。
斯通-韦勃斯特公司的两级急冷技术中， USX 是第一级 急冷， TLX是第二级急冷。采用两级急冷的目的是可以较 早地降温以迅速停止二次反应。
出口温度,℃
788～800
停留时间,s
1.2
产物分布， %（质量）
CH4
C2H4 C3H6
C4H6 C5+ CH4/C2H4
C2=+C3=+C4H6
15.6
23.0 13.6
2.23 2.8 0.678
38.8
816～837
0.65
16.6
25.9 12.7
3.8 29.7 0.641
42.4
837～871
茂名新建800KT裂解炉
炉管的横跨段
兰州裂解炉
裂解炉的吊装
裂解气急冷与急冷换热器
从裂解管出来的裂解气是含烯烃的气体和大量水蒸汽，温 度在727～927℃，烯烃反应性很强，若任它们在高温下长时 间停留，仍会继续发生二次反应，产生高聚物或结焦，生成副 产物，所以必须使裂解气急冷以终止反应。 ? 急冷的方法有两种，一种是直接急冷，另一种是间接急冷。
图为 USX 急冷换热器结构图，它的入口为自由伸缩结构， 内管为变径管，入口气流速高达 280m/s ，停留时间为 0.0168s ，温度由 762℃降至577℃。在此操作条件下，即 使急冷管后段略有结焦，但管径扩大了，裂解气的压差改 变并不很大。
裂解气净化与分离的任务
（1）除去裂解气中有害的杂质； （2）分离出单一烯烃产品或烃的馏分，为基本有
0.35
16.8 29.3 12.2 4.2 27.8 0.575
45.7
899～927
0.1
167.3 33.3 11.7 4.8 23.0 0.501
49.8
管式炉裂解的工艺流程
鲁姆斯SRT-Ⅲ型炉（Lummus Short Residence Time-Ⅲ Type） SRT型炉，即短停留时间裂解炉，是60年代开发的，最先为 SRT-Ⅰ型，后为SRT-Ⅱ型，近发展为SRT-Ⅲ及SRT-Ⅳ型。SRT各型 裂解炉外形大体相同，而裂解径及排布则各异，Ⅰ型为均径管， Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型为变径管。炉型见图。
第一章 烃类热裂解 概述
1. 什么叫烃类的热裂解? 2. 目前世界上主要乙烯生产国的产量是多少？ 因为烯烃的性质活泼，自然界中没有烯烃存在。 工业上获得低级烯烃的主要方法是将烃类热裂解。
烃类热裂解法是将石油系烃类原料（天然气、 炼厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使 烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量 较小的烯烃、烷烃和其他分子量不同的轻质和重 质烃类。
急冷换热器
采用间接急冷，关键设备是急冷换热器，它是裂解装置中五大关键设备之一 急冷换热器的结构必须满足裂解气急冷的特殊条件，急冷换热器与一般换热器 不同是高热强度，管内外必须同承受很大的温度差和压力差，同时又要考虑急 冷管内的结焦清焦操作，操作条件极为苛刻。
（１）双套管式急冷换热器。 施米特型双套管式急冷换热器，即ＳＨＧ型。这种换热
在低级不饱和中，以烯烃最为重要，产量也 最大，乙烯产量常作衡量一个国家基本有 机化学工业的发展水平。
乙 烯
与丙烯共聚
乙丙橡胶 缩合 2-羟基丁醛
电缆、电线材料
酯化 丁酯
溶剂、 增塑剂
Baidu Nhomakorabea丁醇
溶剂
氧化 乙醛 醋酸 药物、酯类、醋酸乙烯纤维（维尼龙）
辛醇、季戊四醇
增塑剂
齐聚、水合
高碳直链醇（C11～C18） 合成洗涤剂
机化学工业和高分子化学工业等提供原料 。
– 有些产品的生产要求使用高纯度的烯烃原料，很多聚 合级产品的生产，对原料有很高的要求生产聚乙烯、 聚丙烯以及乙丙橡胶用的乙烯和丙烯，要求纯度要达 到99.9%。