石油烴通過
管式爐進(jìn)行高溫裂解反應(yīng)以制取乙烯的過程。它是現(xiàn)代大型乙烯生產(chǎn)裝置普遍采用的一種烴類裂解方法。
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(shè)備。為了滿足烴類裂解反應(yīng)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(qiáng)度和熱效率,爐子和裂解爐管的結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了不斷的改進(jìn)。新型的管式裂解爐的熱強(qiáng)度可達(dá)290~375MJ/(m2·h),熱效率已可達(dá)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。
①裂解 裂解原料經(jīng)預(yù)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(jīng)管式爐對(duì)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(yīng),由輻射段出來的裂解產(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(tǒng),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(jī)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(kuò)大了裂解原料來源。對(duì)于不同的原料,裂解工藝參數(shù)不同、在適宜條件下的裂解產(chǎn)品分布也各異。一般的規(guī)律是,隨著原料相對(duì)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(fù)雜,裂解爐管中結(jié)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