管式爐裂解

管式爐裂解生產乙烯的工藝已有60多年的歷史。管式裂解爐是其核心設備。為了滿足烴類裂解反應的高溫、短停留時間和低烴分壓的要求，以及提高加熱爐的熱強度和熱效率，爐子和裂解爐管的結構經歷了不斷的改進。新型的管式裂解爐的熱強度可達 290～375MJ/（m2·h），熱效率已可達92%～93%,停留時間可低於0.1s,管式爐出口溫度可到900℃，從而提高了乙烯的產率。

可分為裂解和急冷-分餾兩部分。①裂解裂解原料經預熱后，與過熱蒸汽（或稱稀釋蒸汽）按一定比例（視原料不同而異）混合，經管式爐對流段加熱到500～600℃後進入輻射室，在輻射爐管中加熱至780～900℃，發生裂解。為防止高溫裂解產物發生二次反應，由輻射段出來的裂解產物進入急冷鍋爐，以迅速降低其溫度並由換熱產生高壓蒸汽，回收熱量。

②急冷-分餾 裂解產物經急冷鍋爐冷卻后溫度降為350～600℃，需進一步冷卻，並分離出各個產品餾分。來自急冷鍋爐的高溫裂解產物在急冷器與噴入的急冷油直接接觸，使溫度降至200～220℃左右，再進入精餾系統，並分別得到裂解焦油、裂解柴油、裂解汽油及裂解氣等產物。裂解氣則經壓縮機加壓後進入氣體分離裝置。

裂解原料和產品分佈 最初，美國管式爐裂解原料是用天然氣、油田伴生氣和煉廠氣中回收的輕質烴，其中主要含有乙烷、丙烷、丁烷及碳五餾分。50年代，西歐和日本的石油化工興起，由於缺乏石油及天然氣資源，因而採用石腦油作裂解原料。60年代后，又相繼開發以輕柴油、重柴油和減壓瓦斯油為原料的裂解技術，擴大了裂解原料來源。對於不同的原料，裂解工藝參數不同、在適宜條件下的裂解產品分佈也各異（見表）。一般的規律是，隨著原料相對密度的增加，乙烯產率下降；使用柴油原料時，則餾分越重，裂解技術越趨於複雜，裂解爐管中結焦加劇，從而縮短操作周期。溫度愈高，停留時間愈短，烴分壓愈低，則乙烯的產率愈高。

管式爐裂解的發展除不斷改進工藝技術以提高乙烯收率和延長操作周期外，改進的另一個重要方面是提高熱效率，已取得的進展是把裂解爐同燃氣輪機相結合，即把燃氣輪機作功后的低壓高溫燃燒氣作為加熱爐的熱源，以提高總體能量利用率。