烃类热裂解.docx

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烃类热裂解

编号：

No.4课题：

石油烃裂解生产低分子烯烃原理

授课内容：

●石油烃裂解主要原料及来源

●石油烃裂解生产低分子烯烃原理

知识目标：

●了解国内外乙烯生产现状及主要生产方法　

●了解石油烃裂解的主要原料、来源及特点　

●掌握石油烃热裂解反应类型和特点　

能力目标：

●分析和判断石油烃裂解主要反应类型及特点

●分析和判断石油烃裂解产物分布及规律

思考与练习：

●什么是一次反应、二次反应？

●如何对石油烃裂解生产低分子烯烃原料进行选择

授课班级：

授课时间：

年月日

第一章　石油烃热裂解

石油系原料包括天然气、炼厂气、石脑油、柴油、重油等，它们都是由烃类化合物组成。

烃类化合物在高温下不稳定，容易发生碳链断裂和脱氢等反应。

石油烃热裂解就是以石油烃为原料，利用石油烃在高温下不稳定、易分解的性质，在隔绝空气和高温条件下，使大分子的烃类发生断链和脱氢等反应，以制取低级烯烃的过程。

石油烃热裂解的主要目的是生产乙烯，同时可得丙烯、丁二烯以及苯、甲苯和二甲苯等产品。

它们都是重要的基本有机原料，所以石油烃热裂解是有机化学工业获取基本有机原料的主要手段，因而乙烯装置能力的大小实际反映了一个国家有机化学工业的发展水平。

裂解能力的大小往往以乙烯的产量来衡量。

乙烯在世界大多数国家几乎都有生产。

2004年世界乙烯的总生产能力已突破1亿吨达到了11290.5万吨/年，产量10387万吨，主要集中在欧美发达国家。

随着世界经济的复苏，乙烯需求增速逐渐加快，年均增速达到4.3%，预计2010年需求量上升到13346万吨，增量主要在亚洲地区。

我国乙烯工业已有40多年的发展历史，60年代初我国第一套乙烯装置在兰州化工厂建成投产，多年来，我国乙烯工业发展很快，乙烯产量逐年上升，2005年乙烯生产能力达到773万吨/年，居世界第三位。

随着国家新建和改扩建乙烯装置的投产，预计到2010年我国乙烯生产能力将超过1600万吨。

虽然我国乙烯工业发展较快，但远不能满足经济社会快速发展的要求，不仅乙烯自给率下降，而且产品档次低、品种牌号少，一半的乙烯来自进口。

2004年我国乙烯进口量比2003年增长了44.7％，达到6.8万吨。

2005年我国乙烯进口量达到历史新高，达到11.1万吨，比2004年增加了63.2％。

根据2000～2020年我国GDP增长率7.2%为基准的弹性系数测算，乙烯需求预测可见表1－1。

表1－1中国乙烯需求预测

2005年

2010年

2020年

生产能力（万吨/年）

888.5

1400

2000

当量需求（万吨/年）

1850

2500-2600

3700-4100

自给率（%）

48

56～53.8

54～48

　　从表1－1可以看出，我国乙烯自给率还不高，一方面需要进口乙烯产品，另一方面需要加大国内乙烯的生产，因此，无论从乙烯在有机化工中的地位，还是从乙烯的需求量预测，都可以看出，以生产乙烯为主要目的的石油烃热裂解装置在有机化工中具有举足轻重的地位。

第一节　乙烯的生产方法

由于烯烃的化学性质很活泼，因此乙烯在自然界中独立存在的可能性很小。

制取乙烯的方法很多，但以管式炉裂解技术最为成熟，其它技术还有催化裂解、合成气制乙烯等多种方法。

一、管式炉裂解技术

反应器与加热炉融为一体，称为裂解炉。

原料在辐射炉管内流过，管外通过燃料燃烧的高温火焰、产生的烟道气、炉墙辐射加热将热量经辐射管管壁传给管内物料，裂解反应在管内高温下进行，管内无催化剂，也称为石油烃热裂解。

同时为降低烃分压，目前大多采用加入稀释蒸汽，故也称为蒸汽裂解技术。

二、催化裂解技术

催化裂解即烃类裂解反应在有催化剂存在下进行，可以降低反应温度，提高选择性和产品收率。

据俄罗斯有机合成研究院对催化裂解和蒸汽裂解的技术经济比较，认为催化裂解单位乙烯和丙烯生产成本比蒸汽裂解低10%左右，单位建设费用低13~15%，原料消耗降低10~20%，能耗降低30%。

催化裂解技术具有的优点，使其成为改进裂解过程最有前途的工艺技术之一。

三、合成气制乙烯（MTO）

MTO合成路线，是以天然气或煤为主要原料，先生产合成气，合成气再转化为甲醇，然后由甲醇生产烯烃的路线，完全不依赖于石油。

在石油日益短缺的21世纪有望成为生产烯烃的重要路线。

采用MTO工艺可对现有的石脑油裂解制乙烯装置进行扩能改造。

由于MTO工艺对低级烯烃具有极高的选择性，烷烃的生成量极低，可以非常容易分离出化学级乙烯和丙烯，因此可在现有乙烯工厂的基础上提高乙烯生产能力30%左右。

到目前为止，世界乙烯95%都是由管式炉蒸汽热裂解技术生产的，其它工艺路线由于经济性或者存在技术“瓶颈”等问题，至今仍处于技术开发或工业化实验的水平，没有或很少有常年运行的工业化生产装置。

所以本章主要介绍石油烃热裂解生产乙烯的技术。

第二节　石油烃热裂解的原料

一、裂解原料来源和种类

裂解原料的来源主要有两个方面，一是天然气加工厂的轻烃，如乙烷、丙烷、丁烷等，二是炼油厂的加工产品，如炼厂气、石脑油、柴油、重油等，以及炼油厂二次加工油，如加氢焦化汽油、加氢裂化尾油等。

　　　　　对比绪论图0－2

二、合理选择裂解原料

乙烯生产原料的选择是一个重大的技术经济问题，原料在乙烯生产成本中占60%~80%。

因此，原料选择正确与否对于降低成本有着决定性的意义。

主要考虑以下几方面：

1.石油和天然气的供应状况和价格

世界各地乙烯的生产原料配置各不相同，大洋洲、北美、中东等地区由于天然气资源丰富且价格较为低廉，主要采用天然气凝析液（主要是乙烷）作为生产乙烯的原料，所占比例分别高达82%、73%和73%，剩余部分主要以粗柴油和石脑油为原料；亚洲、拉美、和欧洲的乙烯生产商则主要以石脑油作为裂解的原料，分别占86%、70%和64%。

以美国为例，70年代初，大部分裂解原料是以轻质烃（乙烷或丙烷）为原料，主要是由于美国有丰富的湿性天然气资源，富含轻质烷烃。

70年代后期，由于天然气资源日益减少，几乎新增加的乙烯装置都是采用石脑油和柴油。

但当石油输出国大幅度提高油价后，原油价格的增长高于天然气平均价格的增长，绝大多数乙烯装置又转向以天然气为原料。

90年代，提高了汽油质量要求，使原来用于催化重整的石脑油又成为乙烯裂解的原料。

由上可见，石油和天然气的供应状况和价格对乙烯装置原料的选择影响很大。

2.原料对能耗的影响

使用重质原料的乙烯装置能耗远远大于轻质原料，以乙烷为原料的乙烯装置生产成本最低，

若乙烷原料的能耗为1，则丙烷、石脑油和柴油的能耗分别是1.23、1.52、1.84。

美国比较了乙烯装置的生产成本，乙烷生产乙烯的成本为270美元/吨，而轻柴油为671美元/吨。

3.原料对装置投资的影响

在乙烯生产中，采用不同的原料建厂，投资差别很大。

采用乙烷、丙烷原料，由于烯烃收率高，副产品很少，工艺较简单，相应地投资较少。

重质原料的乙烯收率低，原料消耗定额大幅度提高，用减压柴油作原料是用乙烷的3.9倍，装置炉区较大，副产品数量大，分离较复杂，则投资也较大。

随着国际上原料供求的变化，原料的价格也经常波动。

因此，近来设计的乙烯装置，或对老装置进行改造，均提高了装置的灵活性，即一套装置可以裂解多种原料，例如某厂共有7台裂解炉，其中A~E炉为毫秒炉，G、H炉为SW炉。

经改造后，现SW炉可投石脑油，五台MSF炉可投乙烷或丙烷、石脑油、轻柴油。

但裂解炉可裂解原料的范围越宽，相应炉子的投资也会越大。

4.副产物的综合利用

裂解副产物约占整个产品组成的60%~80%，对其进行有效的利用，可使乙烯成本降低1/3或更多。

裂解副产物的综合利用，必须对副产品市场、价格对乙烯成本的影响和综合利用程度作综合考虑，因为这些也是原料选择的特别重要因素。

目前，乙烯生产原料的发展趋势有两个，一是原料趋于多样化，二是原料中的轻烃比例增加。

第三节　石油烃热裂解的生产原理

在裂解原料中，主要烃类有烷烃、环烷烃和芳烃，二次加工的馏份油中还含有烯烃。

尽管原料的来源和种类不同，但其主要成分是一致的，只是各种烃的比例有差异。

烃类在高温下裂解，不仅原料发生多种反应，生成物也能继续反应，其中既有平行反应又有连串反应，包括脱氢、断链、异构化、脱氢环化、脱烷基、聚合、缩合、结焦等反应过程。

因此，烃类裂解过程的化学变化是十分错综复杂的，生成的产物也多达数十种甚至上百种。

见图1－1。

由图1－1可见，要全面描述这样一个十分复杂的反应过程是很困难的，所以人们根据反应的前后顺序，将它们简化归类分为一次反应和二次反应。

一、烃类裂解的一次反应

所谓一次反应是指生成目的产物乙烯、丙烯等低级烯烃为主的反应。

1.烷烃裂解的一次反应

（1）断链反应

断链反应是C-C链断裂反应，反应后产物有两个，一个是烷烃，一个是烯烃，其碳原子数都比原料烷烃减少。

其通式为：

Cm+nH2（m+n）+2　　　CnH2n+CmH2m+2

（2）脱氢反应

脱氢反应是C-H链断裂的反应，生成的产物是碳原子数与原料烷烃相同的烯烃和氢气。

其通式为：

CnH2n+2　　　　　　　CnH2n+H2

2.环烷烃的断链（开环）反应

环烷烃的热稳定性比相应的烷烃好。

环烷烃热裂解时，可以发生C－C链的断裂（开环）

与脱氢反应，生成乙烯、丁烯和丁二烯等烃类。

以环己烷为例，断链反应：

　　　2C3H6

　　　　　　　　　　　　　　　　　　C2H4＋C4H6＋H2

　　　　　　　　　　　　　　　　　　C2H4＋C4H8　

C4H6＋

H2

　　　　　　　　　　　　　　　　　　C4H6＋C2H6

　环烷烃的脱氢反应生成的是芳烃，芳烃缩合最后生成焦炭，所以不能生成低级烯烃，即不属于一次反应。

3.芳烃的断侧链反应

芳烃的热稳定性很高，一般情况下，芳香烃不易发生断裂。

所以由苯裂解生成乙烯的可能性

极小。

但烷基芳烃可以断侧链生成低级烷烃、烯烃和苯。

4.烯烃的断链反应

常减压车间的直馏馏份中一般不含烯烃，但二次加工的馏份油中可能含有烯烃。

大分子烯烃在热裂解温度下能发生断链反应，生成小分子的烯烃。

例如：

C5H10　　　　　C3H6+C2H4

二、烃类裂解的二次反应

所谓二次反应就是一次反应生成的乙烯、丙烯继续反应并转化为炔烃、二烯烃、芳烃直至生碳或结焦的反应。

烃类热裂解的二次反应比一次反应复杂。

原料经过一次反应后，生成氢、甲烷和一些低分子量的烯烃如乙烯、丙烯、丁二烯、异丁烯、戊烯等，氢和甲烷在裂解温度下很稳定，而烯烃则可以继续反应。

主要的二次反应有：

1.低分子烯烃脱氢反应

C2H4　　　　C2H2　+　H2

C3H6　　　　C3H4　+　H2

C4H8　　　　C4H6　+　H2

2.二烯烃叠合芳构化反应

2C2H4　　　　C4H6　+　H2

C2H4　+　C4H6　　　　　C6H6　+　2H2

3.结焦反应

烃的生焦反应，要经过生成芳烃的中间阶段，芳烃在高温下发生脱氢缩合反应而形成多

环芳烃，它们继续发生多阶段的脱氢缩合反应生成稠环芳烃，最后生成焦炭。

烯烃

芳烃

多环芳烃

稠环芳烃

焦

除烯烃外，环烷烃脱氢生成的芳烃和原料中含有的芳烃都可以脱氢发生结焦反应。

4.生碳反应

在较高温度下，低分子烷烃、烯烃都有可能分解为碳和氢，这一过程是随着温度升高而分步进行的。

如乙烯脱氢先生成乙炔，再由乙炔脱氢生成碳。

CH2=CH2　　　　　CH≡CH　　　　　2C+H2

因此，实际上生碳反应只有在高温条件下才可能发生，并且乙炔生成的碳不是断链生成单个碳原子，而是脱氢稠合成几百个碳原子。

结焦和生碳过程二者机理不同，结焦是在较低温度下（＜927℃）通过芳烃缩合而成，生碳是在较高温度下（＞927℃），通过生成乙炔的中间阶段，脱氢为稠合的碳原子。

由此可以看出，一次反应是生产的目的，而二次反应既造成烯烃的损失，浪费原料又会生碳或结焦，致使设备或管道堵塞，影响正常生产，所以是不希望发生的。

因此，无论在选取工艺条件或进行设计，都要尽力促进一次反应，千方百计地抑制二次反应。

另外从以上讨论，可以归纳各族烃类的热裂解反应的大致规律：

烷烃—正构烷烃最利于生成乙烯、丙烯，是生产乙烯的最理想原料。

分子量越小则烯烃的总收率越高。

异构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子数的正构烷烃。

随着分子量的增大，这种差别就减少。

环烷烃—在通常裂解条件下，环烷烃脱氢生成芳烃的反应优于断链（开环）生成单烯烃的反应。

含环烷烃多的原料，其丁二烯、芳烃的收率较高，乙烯的收率较低。

芳烃—无侧链的芳烃基本上不易裂解为烯烃；有侧链的芳烃，主要是侧链逐步断链及脱氢。

芳烃倾向于脱氢缩合生成稠环芳烃，直至结焦。

所以芳烃不是裂解的合适原料。

烯烃—大分子的烯烃能裂解为乙烯和丙烯等低级烯烃，但烯烃会发生二次反应，最后生成焦和碳。

所以含烯烃的原料如二次加工产品作为裂解原料不好。

所以，高含量的烷烃，低含量的芳烃和烯烃是理想的裂解原料。

编号：

No.5课题：

影响石油烃裂解因素及工艺流程

授课内容：

●影响石油烃裂解主要因素

●石油烃裂解工艺流程

知识目标：

●掌握影响影响石油烃裂解主要因素

●掌握石油烃裂解反应过程工艺流程　　

能力目标：

●分析和判断影响石油化工反应过程主要因素

●分析和判断石油化工过程工艺流程构成

思考与练习：

●影响石油烃裂解反应过程的主要因素有哪些？

●石油烃裂解生产低分子烯烃反应过程由哪些过程构成？

授课班级：

授课时间：

年月日

第四节　石油烃热裂解的操作条件

　　石油烃裂解所得产品收率与裂解原料的性质密切相关。

而对相同裂解原料而言，则裂解所得产品收率取决于裂解过程的工艺条件。

只有选择合适的工艺条件，并在生产中平稳操作，才能达到理想的裂解产品收率分布，并保证合理的清焦周期。

一、裂解温度

从热力学分析，裂解是吸热反应，需要在高温下才能进行。

温度越高对生成乙烯、丙烯越有利，但对烃类分解成碳和氢的副反应也越有利，即二次反应反应在热力学上占优势；从动力学角度分析，升高温度，石油烃裂解生成乙烯的反应速度的提高大于烃分解为碳和氢的反应速度，即提高反应温度，有利于提高一次反应对二次反应的相对速率，有利于乙烯收率的提高，所以一次反应在动力学上占优势。

因此应选择一个最适宜的裂解温度，发挥一次反应在动力学上的优势，而克服二次反应在热力学上的优势，既可提高转化率也可得到较高的乙烯收率。

一般当温度低于750℃时，生成乙烯的可能性较小，或者说乙烯收率较低；在750℃以上生成乙烯可能性增大，温度越高，反应的可能性越大，乙烯的收率越高。

但当反应温度太高，特别是超过900℃时，甚至达到1100℃时，对结焦和生碳反应极为有利，同时生成的乙烯又会经历乙炔中间阶段而生成碳，这样原料的转化率虽有增加，产品的收率却大大降低。

表1-2温度对乙烷转化率及乙烯收率的关系正说明了这一点。

表1-2为温度对乙烷转化率及乙烯收率的关系

温度℃

832

871

停留时间，秒

0.0278

0.0278

乙烷单程转化率，%

14.8

34.4

按分解乙烷计的乙烯产率，%

89.4

86.0

所以理论上烃类裂解制乙烯的最适宜温度一般在750～900℃之间。

而实际裂解温度的选择还与裂解原料、产品分布、裂解技术、停留时间等因素有关。

不同的裂解原料具有不同最适宜的裂解温度，较轻的裂解原料，裂解温度较高，较重的裂解原料，裂解温度较低。

如某厂乙烷裂解炉的裂解温度是850～870℃，石脑油裂解炉的裂解温度是840～865℃，轻柴油裂解炉的裂解温度是830～860℃；若改变反应温度，裂解反应进行的程度就不同，一次产物的分布也会改变，所以可以选择不同的裂解温度，达到调整一次产物分布的目的，如裂解目的产物是乙烯，则裂解温度可适当地提高，如果要多产丙烯，裂解温度可适当降低；提高裂解温度还受炉管合金的最高耐热温度的限制，也正是管材合金和加热炉设计方面的进展，使裂解温度可从最初的750℃提高到900℃以上，目前某些裂解炉管已允许壁温达到1115～1150℃，但这不意味着裂解温度可选择1100℃以上，它还受到停留时间的限制。

二、停留时间

停留时间是指裂解原料由进入裂解辐射管到离开裂解辐射管所经过的时间。

即反应原料

在反应管中停留的时间。

停留时间一般用τ来表示，单位为秒。

如果裂解原料在反应区停留时间太短，大部分原料还来不及反应就离开了反应区，原料的转化率很低，这样就增加了未反应原料的分离、回收的能量消耗；原料在反应区停留时间过长，对促进一次反应是有利的，故转化率较高，但二次反应更有时间充分进行，一次反应生成的乙烯大部分都发生二次反应而消失，乙烯收率反而下降。

同时二次反应的进行，生成更多焦和碳，缩短了裂解炉管的运转周期，既浪费了原料，又影响正常的生产进行。

表1-3停留时间对乙烷转化率和乙烯收率的影响可以说明这一问题。

表1-3停留时间对乙烷转化率和乙烯收率的影响

温度℃

832

832

停留时间，秒

0.0278

0.0805

乙烷单程转化率，%

14.8

60.2

按分解乙烷计的乙烯收率，%

89.4

76.5

所以选择合适的停留时间，既可使一次反应充分进行，又能有效地抑制并减少二次反应。

停留时间的选择主要取决于裂解温度，当停留时间在适宜的范围内，乙烯的生成量较大，而乙烯的损失较小，即有一个最高的乙烯收率称为峰值收率。

如图1-2中Ⅱ所示。

不同的裂解温度，所对应的峰值收率不同，温度越高，乙烯的峰值收率越高，相对应的最适宜的停留时间越短，这是因为二次反应主要发生在转化率较高的裂解后期，如控制很短的停留时间，一次反应产物还没来得及发生二次反应就迅速离开了反应区，从而提高了乙烯的收率。

停留时间的选择除与裂解温度有关外，也与裂解原料和裂解工艺技术等有关，在一定的反应温度下，每一种裂解原料，都有它最适宜的停留时间，如裂解原料较重，则停留时间应短一些，原料较轻则可选择稍长一些；五十年代由于受裂解技术限制，停留时间为1.8～2.5秒，

目前一般为0.15～0.25秒（二程炉管），单程炉管可达0.1秒以下，即以毫秒计。

图1-2温度和停留时间对乙烷裂解反应的影响

1－843℃；　　2－816℃；　　3－782℃

三、裂解反应的压力

1.压力对平衡转化率的影响

烃类裂解的一次反应是分子数增加的反应，降低压力对反应平衡向正反应方向移动是有利的，但是高温条件下，断链反应的平衡常数很大，几乎接近全部转化，反应是不可逆的，因此改变压力对断链反应的平衡转化率影响不大。

对于脱氢反应，它是一可逆过程，降低压力有利于提高转化率。

二次反应中的聚合、脱氢缩合、结焦等二次反应，都是分子数减少的反应，因此降低压力不利于平衡向产物方向移动，可抑制此类反应的发生。

所以从热力学分析可知，降低压力对一次反应有利，而对二次反应不利。

2.压力对反应速度的影响

烃类裂解的一次反应，是单分子反应，其反应速度可表示为：

r裂＝k裂C

烃类聚合或缩合反应为多分子反应，其反应速度为：

r聚＝k聚Cn　　　　r缩＝k缩CACB

压力不能改变速度常数k的大小，但能通过改变浓度C的大小来改变反应速度r的大小。

降低压力会使气相的反应分子的浓度减少，也就减少了反应速度。

由以上三式可见，浓度的改变虽对三个反应速度都有影响，但降低的程度不一样，浓度的降低使双分子和多分子反应速度的降低比单分子反应速度要大得多。

所以从动力学分析得出：

降低压力可增大一次反应对于二次反应的相对速度。

故无论从热力学还是动力学分析，降低裂解压力对增产乙烯的一次反应有利，可抑制二次反应，从而减轻结焦的程度。

表1－4说明了压力对裂解反应的影响。

表1－4压力对一次反应和二次反应的影响

反　　应

一次反应

二次反应

热力学因素

反应后体积的变化　

增大

减少

降低压力对平衡的影响

有利提高平衡转化率

不利提高平衡转化率

动力学因素

反应分子数

单分子反应

双分子或多分子反应

降低压力对反应速度的影响

不利提高

更不利提高

降低压力对反应速度的相对变化的影响

有利

不利

3.稀释剂的降压作用　　　　　　　

如果在生产中直接采用减压操作，因为裂解是在高温下进行的，当某些管件连接不严密时，有可能漏入空气，不仅会使裂解原料和产物部分氧化而造成损失，更严重的是空气与裂解气能形成爆炸性混合物而导致爆炸。

另外如果在此处采用减压操作，而对后继分离部分的裂解气压缩操作就会增加负荷，即增加了能耗。

工业上常用的办法是在裂解原料气中添加稀释剂以降低烃分压，而不是降低系统总压。

稀释剂可以是惰性气体（例如氮）或水蒸汽。

工业上都是用水蒸汽作为稀释剂，其优点是：

（1）易于从裂解气中分离　水蒸汽在急冷时可以冷凝，很容易就实现了稀释剂与裂解气的分离。

（2）可以抑制原料中的硫对合金钢管的腐蚀

（3）可脱除炉管的部分结焦　水蒸汽在高温下能与裂解管中沉淀的焦碳发生如下反应：

C+H2O→H2+CO　，使固体焦碳生成气体随裂解气离开，延长了炉管运转周期。

（4）减轻了炉管中铁和镍对烃类气体分解生碳的催化作用　水蒸汽对金属表面起一定的氧化作用，使金属表面的铁、镍形成氧化物薄膜，可抑制这些金属对烃类气体分解生碳反应的催化作用。

（5）稳定炉管裂解温度　水蒸汽的热容大，水蒸汽升温时耗热较多，稀释水蒸汽的加入，可以起到稳定炉管裂解温度，防止过热，保护炉管的作用。

（6）降低烃分压的作用明显　　稀释蒸汽可降低炉管内的烃分压，水的摩尔质量小，同样质量的水蒸汽其分压较大，在总压相同时，烃分压可降低较多。

加入水蒸汽的量，不是越多越好，增加稀释水蒸汽量，将增大裂解炉的热负荷，增加燃料的消耗量，增加水蒸汽的冷凝量，从而增加能量消耗，同时会降低裂解炉和后部系统设备的生产能力。

水蒸汽的加入量随裂解原料而异，一般地说，轻质原料裂解时，所需稀释蒸汽量可以降低，随着裂解原料变重，为减少结焦，所需稀释水蒸汽量将增大。

综合本节讨论，石油烃热裂解的操作条件宜采用高温、短停留时间、低烃分压，产生的裂解气要迅速离开反应区，因为裂解炉出口的高温裂解气在出口温度条件下将继续进行裂解反应，使二次反应增加，乙烯损失随之增加，故需将裂解炉出口的高温裂解气加以急冷，当温度降到650℃以下时，裂解反应基本终止。

第五节　石油烃热裂解的工艺流程

一、管式炉的基本结构和炉型

由上节知，裂解条件需要高温、短停留时间，所以裂解反应的设备，必须是一个能够获得相当高温度的裂解炉，裂解原料在裂解管内迅速升温并在高温下进行裂解，产生裂解气。

管式炉裂解工艺是目前较成熟的生产乙烯工艺技术，我国近年来引进的裂解装置都是管式裂解炉。

管式炉炉型结构简单，操作容易，便于控制和能连续生产，乙烯、丙烯收率较高，动力消耗少，热效率高，裂解气和烟道气的余热大部分可以回收。

管式炉裂解技术的反应设备是裂解炉，它既是乙烯装置的核心，又是挖掘节能潜力的关键设备。

（一）管式炉的基本结构

为了提高乙烯收率和降低原料和能量消耗，多年来管式炉技术取得了较大进展，并不断开发出各种新炉型。

尽管管式炉有不同型式，但从结构上看，总是包括对流段（或称对流室）

和辐射段（或称辐射室）组成的炉体、炉体内适当布置的由耐高温合金钢制成的炉管、燃料燃烧器等三个主要部分。

管式炉的基本结构如图1-3所示。

1.炉体　由两部分组成，即对流段和辐射段。

对流段内设有数组水平放置的换热管用来预热原料、工艺稀释水蒸汽、急冷锅炉进水和过热的高压蒸汽