蓄热炉裂解

蓄热炉可分为单筒、双筒、三筒三种。但根据燃烧气与裂解气的流向又可分为单向顺流、单向逆流、双向顿流、双向逆流等几种。

1、单简单向顺流蓄热炉

所谓单向顺流，就是燃烧气和裂解气流向相同。它采用问歇操作，每个操作周期由四个单元组成：即烧焦(或补油)升温，一次吹扫，裂解制气，二次吹扫。

2、双筒顺向蓄热裂解炉

这种炉型是从单筒炉发展起来的。当要求设计处理曼较大的蓄热炉时，由于单筒炉的喷油装置占去很大一部分空间，致使炉体增大，因此就将单筒分为两个筒而成双筒炉，但气体的流向仍和单筒炉一样。双筒顺向蓄热裂解炉的主要优点是白控制阀门少，操作方便；主要缺点是反应温度不够平稳，预热需要另设一台换热面积较大的空气预热器。

3、双筒逆向蓄热裂解炉

所谓逆向就是燃烧气与裂解气流向相反，而且每裂解一次，气体流向改变一次。

4、三筒逆向蓄热裂解炉

这种炉型被广泛采用于生产高热值煤气，主要由反应部分、水蒸汽蓄热部分、空气蓄热部分及燃烧部分所组成。裂解的原料为渣油，制气过程分为鼓风加热期和制气期，两者交替进行。每个循环为4分钟，根据工艺要求，分为八个阶段，按顺序操作。

蓄热炉裂解法自问世至今，已出现多种工艺，主要有下列三种：

伍尔夫法 　20世纪30年代初，美国伍尔夫公司首先开发并用于生产乙炔。60年代中期，美国联合碳化物公司成功地改进了伍尔夫炉，以轻质馏分油为原料在1100～1300°C下进行裂解，同时生产乙烯和乙炔。伍尔夫法采用双炉操作，每一个循环分四个阶段共计4min，其中反应占2min。联邦德国曾用此法建立过大型工业生产装置，规模(kt)为年产乙烯140，乙炔70，苯120。

派塞法 　为澳大利亚石油与化学公司所开发。它是利用两个蓄热炉交替操作，每个周期4min，其中裂解为1min。以印尼渣油为原料在 1200°C的载热体上进行裂解,所得主要产品的产率(%)为乙烯20、丙烯7、丁二烯2、苯7、甲苯3、二甲苯1。该公司建有年产30kt乙烯和17kt芳烃的生产装置。

筒形蓄热炉裂解法 　为60年代初中国所开发，适合于小型石油化工企业。根据炉筒的数量可分为单筒、双筒和三筒等三种。按照燃烧气和裂解气的流向可分为顺流和逆流两类。其中应用最多的是双筒双向逆流式。这种炉子由两个烟囱和两个裂解炉组成，周期性地间歇操作。每一生产周期约16～20min，共分12个阶段，6阶段为半周期，前、后半周期）操作相同，但前半个周期和后半个周期中各个相应阶段的气体（燃烧气或裂解气）流向都相反。典型的规模为年处理渣油7.2kt；炉子外径3m，内径2.4m,高8m，内充填高度2.5m的六孔格子砖作为载热体，砖的尺寸为29×12×15cm。渣油和燃料油先预热到约80°C后由炉顶部雾化喷入。载热体蓄热层经加热烧焦后，上部温度为800～950°C,中部为800～850°C，下部为500～600°C，操作压力为6～8kPa（表压）。以渣油为裂解原料时主要产品（质量%，对裂解原料及燃料油）的产率为乙烯19.1、丙烯9.4。

蓄热炉裂解法的最突出优点是可以使用廉价的重质油，如减压渣油作为裂解原料，设备简单，不需使用高级耐热合金钢。但由于热效率差，操作间歇，环境污染较严重，因此在大型石油化工生产中没有得到应用。

蓄热炉炉中衬耐火砖，先用空气使燃料油或气燃烧而加热，当炉内温度达到操怍温度时，停止燃烧，通入水蒸汽吹扫烟道气，然后加入原料(与稀释水蒸汽一起)进行裂解。裂解所需的热量由耐火砖所储蓄的热量供给，裂解进行时炉内温度相继下降，当降到一定温度时，停止进料，通入水蒸汽吹扫裂解气，然后再通入空气和染料加热。 这样加热裂解反复交替进行。

在裂解过程中炉内耐火砖上还将沉积一部分炭黑，但在下一次通入空气和燃料时又将其烧尽，并加热耐火砖。蓄热炉炉体一般采用格子砖，使气体分为细的气流，有利于裂解反应进行。

优点是：(1)采用容易得到的耐火材料，不需要特殊钢材。

(2)应用范围广，可用于裂解乙烷、轻油、重油和原油等。

缺点是：(1)蓄热炉体积庞大，大幅度扩大规模有困难。

(2)间歇操作，生产能力较低，可采用两组蓄热炉，但温度不容易维持稳定，影响烯烃收率。

蓄热炉裂解由于加热期和制气期两者交替进行，故系统中各个阀门的开启和关闭必须采用自动控制。控制的方法有四种：第一、晶体管逻辑线路控制；第二、射流控制；第三、机械传动控制；第四、继电器控制。

由于晶体管逻辑线路控制在制造和使用方面经验较多，且可随意改变工艺控制条件、动作反应迅速、准确、运行安全可靠，发生故障时，也可进行手动控制，同时采用印刷线路，价格便宜，故可广泛应用于蓄热炉裂解装置上。

以热容量大的耐火材料为热载体，在空气和燃料油烧焦时升温蓄热、在裂解原料裂解反应时降温，蓄热和裂解交替进行的间歇式操作工艺。

蓄热式裂解炉是指用耐火砖为载热体进行烃类裂解反应的设备。蓄热炉的最外层为钢制圆筒，内层用多孔耐火砖和红砖砌成，红砖与耐火砖之间填充保温材料。燃料燃烧的热量蓄于砖格上（称为加热），原料通入后被加热并产生裂解反应，生成含烯烃的裂解气（称为制气）。裂解后砖格上所结的焦在加热阶段被烧除。两个阶段交替时均用蒸汽吹扫，制气后吹扫的目的是回收裂解气，并可避免残余裂解气与燃烧加热时的空气相混发半爆炸；升温加热后吹扫则为了吹除烟道气，以免与裂解气相混增加分离的苦难。

按炉型结构分为单筒、双筒和三筒裂解炉；按燃烧气和裂解气的流向分为单向顺流、单向逆流、双向顺流、双向逆流裂解炉等。目前多采用双筒双向逆流式和双简单向顺流式。蓄热式裂解炉的优点是结构简单，钢材用量少，投资少，不易结焦堵塞。缺点是原料消耗多，能耗高，设备利用率低。适用于各种原料油（如原油、轻质油和重油等）的裂解。 2100433B

《《化工名词》 (二)基本有机化工分册》第一版。 2100433B