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管式炉催化裂解一、用途及特点1、实验室管式炉催化裂解是测定石油烃类裂解反应和其他有机物裂解反应过程的有效手段，能根据实验结果找出最适宜的操作条件，给工业操作提供可靠的参考数据，同时为放大提供必要的参数。
2、该反应器内部装有催化裂解催化剂，内部插入热电偶套管，能测定床内任意位置的温度，结构简单，流程紧凑，反应操作灵活，性能可靠。
装置是教学、科研、工业设计必备的设备之一。
（注：1.若反应器内装催化裂化催化剂，可进行催化裂化反应；2.原料可以根据催化剂的性能自己选择。
）3、装置可根据用户的使用要求进行组合，如：原料为气体、液体、气液混合物，进料方式可以从反应管上部进入（普通流程），亦可从反应管下部进入（特殊流程），不同进料方式在冷凝器的安装位置上也不同，使用中可方便地改变各接口位置，以达到所需要的操作方式。
4、教学实验采用普通上加料的流程，不能改变加料位置。
5、化工操作工中级培训及考核：操作工、仪表工、设备维修工等。
二、技术指标1、最大使用压力0.25Mpa；热电偶套管φ3mm，热电偶φ1.5mm，K型；2、管式炉φ12-18mm，四段加热自动控制，各段加热功率1.5KW，最高使用温度800℃；3、预热器直径20mm ，长400mm. 加热功率1KW；4、湿式流量计：2L；5、两台电磁泵，流量0.079-0.79L/h ；6、色谱仪GC7700，TCD、FID双检测器；7、带控制、采集软件，可控制与采集系统温度数据；三、技能要求1、了解石油烃类在管式炉高温条件下，热裂解的工作原理；巩固所学的有关动力学方面的知识。
2、掌握设备中的液体加料系统的操作；3、在操作中学会控制液体空速、反应温度和开停车的方法；4、掌握温度的计算机数据采集和控制方法；掌握获的反应动力学数据的方法和手段。
5、学会动力学数据的处理方法；根据动力学方程求出相应的参数值。
四、流程与面板示意图1、装置流程见图1。
图1、流程示意图2、面板布置见图2。
探析裂解炉热效率的影响因素及改进措施裂解炉是石化工业中最重要的设备之一，主要用于裂解原油和其他烃类物质以生产乙烯、丙烯、丁二烯等重要的化学品。
裂解炉的热效率是影响生产效益的关键因素之一。
因此，了解裂解炉热效率的影响因素及改进措施对于石化企业提高生产效益和降低能源消耗具有非常重要的意义。
裂解炉热效率主要受以下几种因素影响：1. 热负荷热负荷是指裂解炉需要消耗的热量，主要来自于加热炉管和反应筒。
热负荷与原料流量、炉内温度和压力有关，通常随着热负荷增加，裂解炉的热效率会降低。
2. 吸热反应在裂解过程中，一些反应是吸热反应，如烷烃裂解成烯烃和芳香烃，会吸收大量热量。
这些反应不仅会导致反应温度下降，还会消耗炉内的热量，从而降低裂解炉的热效率。
3. 炉口损失炉口是裂解炉与环境相连的部分，是热量流失的主要区域之一。
炉口损失主要来自于气体的泄漏和流动以及炉内的温度梯度。
因此，在炉口处采取合适的保温措施和防止气体泄漏可以有效地降低炉口损失。
4. 热交换效率裂解炉内部存在多个管壳式换热器，这些设备可以回收一部分热量并将其传递给其他工艺设备。
如果这些换热器的热交换效率低下或积垢严重，就会导致热量的浪费和能源消耗的增加。
为了改善裂解炉的热效率，可以采取以下措施：1. 优化操作条件通过合理的操作控制，可以使裂解炉在适当的温度和压力范围内运行，避免吸热反应的发生，从而提高热效率。
同时，加强炉内的温度和压力控制可以减少炉口损失和热负荷。
2. 保温和防漏在裂解炉的炉口和其他热量流失部位采取保温措施可以降低热量的流失。
另外，加强气体管道的密封和增加压力控制也可以防止气体的泄漏。
3. 换热器的清洗和维护定期清洗和维护管壳式换热器可以避免积垢和龟裂导致的热交换效率下降，从而提高热效率。
总之，裂解炉的热效率是影响石化企业生产效益和能源消耗的重要因素，采取上述措施可以有效地提高裂解炉的热效率，减少能源消耗和环境污染。
乙烯裂解炉的结构、分类、特点、节能技术，只要这一文就够了！导语乙烯是石油化工产业的核心，乙烯裂解炉是乙烯生产装置的核心设备，主要作用是把天然气、炼厂气、原油及石脑油等各类原材料加工成裂解气，并提供给其它乙烯装置，最终加工成乙烯、丙烯及各种副产品。
乙烯裂解炉结构裂解炉一般由对流段、辐射段和急冷系统3部分构成。
反应所需的高位热能是在辐射段通过燃烧器燃烧燃料的方式提供。
对流段的目的是回收高温烟气余热，以用来气化原料，并将其过热至横跨温度，送入辐射段进行热裂解；多余的热量用来预热锅炉给水和过热由急冷锅炉系统产生的高压蒸汽。
裂解炉对流段每一组盘管主要由换热炉管(光管或翅片管)通过回弯头组焊而成，端管板和中间管板支持起炉管，有些盘管的进出口通过集箱汇集到一起。
每一组盘管的四周再组对上炉墙，则构成一个模块。
急冷锅炉系统的作用是回收离开辐射段的高温裂解气的能量以产生饱和超高压蒸汽。
燃烧热中约42%在辐射段提供反应热和升温，约51.5%在对流段被回收，约1.5%为热损失，其余为排烟损失。
乙烯裂解炉的分类乙烯裂解炉的种类从技术上可分为双辐射室、单幅射室及毫秒炉。
从炉型上可分为CBL裂解炉、SRT型裂解炉、USC型裂解炉、KTI GK 裂解炉、毫秒裂解炉、Pyrocrack型裂解炉。
CBL型裂解炉CBL炉是我国在20世纪90年代，北京化工研究院、中国石化工程建设公司、兰州化工机械研究院等多家单位，相继开发的高选择性裂解炉。
CBL裂解炉的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。
对流段内设置原料、稀释蒸汽、锅炉给水预热、原料过热、稀释蒸汽过热、高压蒸汽过热段。
稀释蒸汽的注入：二次注汽的为I、Ⅱ型，一次注汽的为Ⅲ型。
主要特点是将对流段中稀释蒸汽与烃类传统方式的一次混合改为二次混合新工艺。
一次蒸汽与二次蒸汽比例应控制在适当范围内。
采用二次混合新工艺后，物料进入辐射段的温度可提高50℃以上。
这样，当裂解深度不变时，裂解温度可降低5℃-6℃，辐射段烟气温度可相应降低20℃-25℃，最高管壁温度下降14℃-20℃，全炉供热量可降低约10％。
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。
利用裂解炉生产乙烯热裂解特点：高温，吸热量大低烃分压，短停留时间，避免二次反应的发生反应产物是复杂的混合物热裂解的供热方式如下所示：直接供热法：工艺复杂，裂解气质量低，成本过高。
其裂解工艺一直没有很大发展！工业上烃类裂解生产乙烯的主要过程为：原料→热裂解→裂解气预处理（包括热量回收、净化、气体压缩等）→裂解气分离→产品乙烯、丙烯及联产物等。
一、原料烃组成对裂解结果的影响影响裂解结果的因素：原料特性；裂解工艺条件；裂解反应器型式；裂解方法等。
原料特性是最重要的影响因素！(一) 原料烃的族组成、含氢量、芳烃指数、特性因数裂解产物分布的影响1. 族组成（简称PONA值）定义：是指原料烃分子中所含各族烃的质量百分比P—烷族烃 N—环烷族烃O—烯族烃A—芳香族烃从表1-7作一比较，在管式裂解炉的裂解条件下，原料愈轻，乙烯收率愈高。
随着烃分子量增大，N+A含量增加，乙烯收率下降，液态裂解产物收率逐渐增加。
*包括乙烷循环裂解原料的PONA值常常被用来判断其是否适宜作裂解原料的重要依据。
表1-8介绍我国几个产地的轻柴油馏分族组成。
表1-8 我国常压轻柴油馏分族组成我国轻柴油作裂解原料是较理想的。
2. 原料氢组成定义：是指原料烃分子中氢原子的质量百分比，不包含溶解的H2烃类裂解过程也是氢在裂解产物中重新分配的过程。
原料含氢量对裂解产物分布的影响规律，大体上和PONA值的影响一致。
表1-9位各种烃和焦的含氢量比较。
表1-9 各种烃和焦的含氢量可以看出，碳原子数相同时，含氢量：烷烃＞环烷烃＞芳烃。
含氢量高的原料，裂解深度可深一些，产物中乙烯收率也高。
对重质烃类的裂解，按目前的技术水平，原料含氢量控制在大于13%（质量），气态产物的含氢量控制在18%（质量），液态产物含氢量控制在稍高于7～8%（质量）时，就容易结焦，阻塞炉管和急冷换热设备。
图1-3给出了不同含氢量原料裂解时产物收率。
从图中可以看出：含氢量 P＞N＞A 液体产物收率 P＜N＜A乙烯收率 P＞N＞A 容易结焦倾向 P＜N＜A3. 芳烃指数（BMCI）定义：BMCI=48640/TV+473.7×d15.615.6－456.8TV=(T10+ T30+ T50+ T70+ T90)/5TV—体积平均沸点，KT10、T30…—分别代表恩氏蒸馏馏出体积为10%，30%…时的温度，K基准：n-C6H14的BMCI=0芳烃的BMCI=100因此，BMCI值越小，乙烯收率越高，当BMCI﹤35时，才能做裂解原料。
简述裂解气干燥器的种类及其特点。
裂解气干燥器是一种用于裂解气的干燥设备，主要用于裂解炉的出口气干燥处理，以确保裂解气中的水分含量符合工艺要求，保证裂解过程的稳定性和安全性。
根据不同的工艺要求和使用环境，裂解气干燥器可以分为多种不同类型，下面将对其中的几种主要类型及其特点进行简述。
1. 管束式裂解气干燥器：管束式裂解气干燥器是一种常见的干燥设备，其主要特点是结构简单，操作方便。
它由一组平行排列的管束组成，裂解气从管束中通过，通过管束的表面热量交换将气体中的水分蒸发掉。
管束式裂解气干燥器具有体积小、占地面积小的特点，适用于一些空间有限的工艺场合。
2. 旋风式裂解气干燥器：旋风式裂解气干燥器是一种采用旋风分离原理进行干燥的设备，其主要特点是结构紧凑，能够有效地将气体中的水分分离出来。
旋风式裂解气干燥器通过旋风分离器将气体中的悬浮物和水分分离，然后将干燥后的气体排出。
旋风式裂解气干燥器具有处理能力大、效率高的特点，适用于一些气体中含有大量悬浮物的工艺场合。
3. 吸附式裂解气干燥器：吸附式裂解气干燥器是一种采用吸附剂吸附水分的设备，其主要特点是可以实现高效的干燥效果。
吸附式裂解气干燥器通过吸附剂吸附气体中的水分，然后将干燥后的气体排出。
吸附式裂解气干燥器具有干燥效果好、操作稳定的特点，适用于对气体中水分要求较高的工艺场合。
4. 冷却式裂解气干燥器：冷却式裂解气干燥器是一种采用冷却原理进行干燥的设备，其主要特点是能够通过冷却将气体中的水分凝结成液体，然后将干燥后的气体排出。
冷却式裂解气干燥器具有干燥效果好、能耗低的特点，适用于一些对气体中水分要求较高的工艺场合。
以上是常见的几种裂解气干燥器的类型及其特点，不同类型的干燥器适用于不同的工艺要求和使用环境。
通过选择合适的干燥器，可以有效地保证裂解气中的水分含量符合工艺要求，提高裂解过程的稳定性和安全性。
第一章烃类热裂解第二节烃类管式炉裂解制乙稀特点：强吸热反应；高温；低烃分压短停留时间供热方式：间接供热——管式炉裂解直接供热——蓄热炉裂解砂子炉裂解一．烃类原料对裂解结果的影响问题1：烃类的四个指标是什么？（一）原料烃：1．族组成（PONA值）◆定义：是指原料中所含各族烃的质量百分比。
P—烷族烃 N—环烷族烃O—稀族烃 A—芳香族烃在管式裂解炉的裂解条件下，原料愈轻，乙稀收率愈高。
随着烃分子量增大，N+A含量增加，乙稀收率下降，液态裂解产物收率逐渐增加。
2．原料含氢量：◆定义：是指原料烃分子中氢原子的质量百分比；不包含溶解的H2。
相同碳原子时，含氢量：烷烃> 环烷烃> 芳烃含氢量高的原料，裂解深度可深一些，产物中乙稀收率也高。
表1-9各种烃和焦的含氢量对重质烃的裂解，按目前技术水平，原料含氢量控制在大于13%（质量），气态产物的含氢量控制在18%（质量），液态产物含氢量控制在稍高于7~8%（质量）为宜。
因为液态产物含氢量低于7~8%（质量）时，就易结焦，堵塞炉管和急冷换热设备。
3．芳烃指数（BMCI）：◆定义：BMCI=48640/Tv+473.7*d—456.8Tv=(T10+T30+T50+T70+T90)/5基准：n—C6H14的BMCI=0的BMCI=100当BMCI<35时，才能做裂解原料。
4．特性因子K：K=1.216（T立/d15.6度）^(1/3)T立=[0.1t10^(1/3)+0.2t30^(1/3)+0.2t50^(1/3)+0.2t70^(1/3)+0.2t90^(1/3)+0.1t100^(1/3)]^3小结：原料烃参数对裂解结果的影响：（1）当PONA增大，乙烯收率增大；（2）当氢含量增大，乙烯收率增大；（3）当BMCI减小，乙烯收率增大；（4）当K增大，乙烯收率增大。
几种原料裂解结果比较可知，原料不同，裂解产物组成不同，裂解条件不同。
表1-12生产1吨乙烯所需原料及连副产物量*B、T、X为苯、甲苯、二甲苯。
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。
