石油烴通過(guò)
管式爐進(jìn)行高溫裂解反應以制取乙烯的過(guò)程。它是現代大型乙烯生產(chǎn)裝置普遍采用的一種烴類(lèi)裂解方法。
管式爐裂解生產(chǎn)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(mǎn)足烴類(lèi)裂解反應的高溫、短停留時(shí)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(jīng)歷了不斷的改進(jìn)。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(shí)間可低于0.1s,管式爐出口溫度可到900℃,從而提高了乙烯的產(chǎn)率。
?、倭呀狻×呀庠辖?jīng)預熱后,與過(guò)熱蒸汽(或稱(chēng)稀釋蒸汽)按一定比例(視原料不同而異)混合,經(jīng)管式爐對流段加熱到500~600℃后進(jìn)入輻射室,在輻射爐管中加熱至780~900℃,發(fā)生裂解。為防止高溫裂解產(chǎn)物發(fā)生二次反應,由輻射段出來(lái)的裂解產(chǎn)物進(jìn)入急冷鍋爐,以迅速降低其溫度并由換熱產(chǎn)生高壓蒸汽,回收熱量。
?、诩崩?分餾 裂解產(chǎn)物經(jīng)急冷鍋爐冷卻后溫度降為350~600℃,需進(jìn)一步冷卻,并分離出各個(gè)產(chǎn)品餾分。來(lái)自急冷鍋爐的高溫裂解產(chǎn)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(jìn)入精餾系統,并分別得到裂解焦油、裂解柴油、裂解汽油及裂解氣等產(chǎn)物。裂解氣則經(jīng)壓縮機加壓后進(jìn)入氣體分離裝置。
裂解原料和產(chǎn)品分布 最初,美國管式爐裂解原料是用天然氣、油田伴生氣和煉廠(chǎng)氣中回收的輕質(zhì)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,由于缺乏石油及天然氣資源,因而采用石腦油作裂解原料。60年代后,又相繼開(kāi)發(fā)以輕柴油、重柴油和減壓瓦斯油為原料的裂解技術(shù),擴大了裂解原料來(lái)源。對于不同的原料,裂解工藝參數不同、在適宜條件下的裂解產(chǎn)品分布也各異。一般的規律是,隨著(zhù)原料相對密度的增加,乙烯產(chǎn)率下降;使用柴油原料時(shí),則餾分越重,裂解技術(shù)越趨于復雜,裂解爐管中結焦加劇,從而縮短操作周期。溫度愈高,停留時(shí)間愈短,烴分壓愈低,則乙烯的產(chǎn)率愈高