此区内原料饱和烃（C5+）含量迅速下降 ，产物乙烯、丙烯、丁烯等含量接近直线上升。浅度裂解，低级烯烃含量不多。 2) KSF=1～2.3为中度裂解区
此区内原料饱和烃（C5+）的含量继续下降，产物乙烯、丙烯、丁烯等含量继续上升，但增长速度逐渐减慢。在KSF=1.7左右时，C3=和C4=含量出现峰值，因为在此区内C3=和C4=有二次反应发生，既有生成，也有消失，结果出现峰值。 3) KSF﹥2.3为深度裂解区
此区内一次反应已基本停止，而产物的组成却在进一步发生变化，这是由于二次反应造成的。C5+以上馏分中原有的饱和烃经过裂解反应达到了最低值，而随着裂解深度的加深，丙烯、丁烯进一步分解，烯烃缩合生成稳定的芳烃液体，是丙烯、丁烯的含量下降，C5+的含量回升，但C5+的组成已发生了变化（芳烃液体增加）。
图1-8 是以柴油为原料裂解时，KSF与产物分布的关系，它与石脑油裂解有相似的特点，但允许的裂解深度KSF值较低，产物收率也较低。
KSF是温度与停留时间的函数，如果保持KSF值一定，乙烯的收率可以有很大差异，采用高温和相应的短停留时间可以得到较高的乙烯收率，如图1-9所示。
三、裂解炉型式及发展
管式裂解炉主要由炉体和裂解管两大部分组成。
炉体用钢构体和耐火材料砌筑，分为对流室和辐射室.
原料预热管及蒸汽加热管安装在对流室内，裂解管布置在辐射室内。
在辐射室的炉侧壁和炉顶或炉底安装了一定数量的烧嘴(燃料喷嘴、火嘴等)。 由于裂解管布置方式和烧嘴安装位置及燃烧方式的不同，管式炉的炉型有多种。
早年使用裂解管水平布置的方箱式炉，由于热强度低，裂解管受热弯曲，耐热吊装件安装不易，维修预留地大等原因，已被淘汰。 近年各国竞相发展垂直管双面辐射管式裂解炉，炉型各具特色，其中美国炉姆斯公司开发的短停留时间裂解炉采用的国家较多。
1. 鲁姆斯SRT—Ⅲ型炉（Lummus Short Residence Time—Ⅲ Type ）
SRT型炉，即短停留时间裂解炉，是60年代开发的，最先为SRT—Ⅰ型，后为SRT—Ⅱ型。近来发展到SRT—Ⅲ、SRT—Ⅳ、SRT—V、SRT—VI型等。
SRT各型裂解炉外形大体相同，而裂解炉的管径及排布方法则不相同：Ⅰ型为均径管，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型为变径管。
炉型示意图见图1-10，SRT—Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型工艺特性见表1-18。
从炉型和炉管工艺特性的变化，可以看到裂解技术的进步： 1) 实现了高温、短停留时间、低烃分压的原理
为了在短停留时间内使原料能迅速升到高温进行裂解反应，必须有高热强度的辐射炉管，因此采用双面辐射的单排管，能最大限度的接收辐射热量。 最初使用的SRT-I型裂解炉，炉管是均径的。 采用均径炉管的主要缺点： ①反应初期通热量小；
②采用均径炉管不适用于体积增大的反应（后部阻力大，烃分压大）； ③停留时间长，有利于二次反应，乙烯收率降低； ④容易结焦，操作周期缩短。
SRT—Ⅱ型炉采用变径炉管，克服了上述缺点。管径排列为4-2-1-1-1-1，管径先细后粗。
小管径有利于强化传热（传热面积增大），使原料迅速升温，缩短停留时间。 管裂后部管径变粗，有利于减少△P，降低烃分压，减少二次反应的发生，二次反应的焦量也减少，不会很块阻塞管道和炉管，因而延长操作周期，提高乙烯收率。
SRT—Ⅰ型和SRT—Ⅱ型的管内气体温度分布及烃分压见图1-11及图1-12。 显然，达到同样的出口温度时SRT—Ⅱ型比SRT—Ⅰ型的停留时间要短，烃分压小，因而，SRT—Ⅱ型比SRT—Ⅰ型得乙烯收率提高2%(质量)。
SRT—Ⅲ型吸收SRT—Ⅱ型的经验，进一步缩短停留时间。为此，将管组后部减为2程，即4-2-1-1，这一改进的关键是开发了新的管材HP-40,炉管耐热温度更高，因而提高了炉管的表面热强度，加大了热通量，使裂解原料更进一步升温，进一步提高了乙烯收率。
SRT—Ⅲ型炉的对流段预热管布置更合理（见图1-13），充分利用了低温位的热源，用以加热原料、锅炉、高压蒸气等，使烟出口温度从SRT—Ⅱ型的180～200℃降到130～140℃，加热炉的热效率提高93.5%。
近年来，鲁斯公司又推出了SRT-IV、SRT-V、SRT-VI型等，其炉型结构与SRT—Ⅲ型差异不大，但在工艺流程上采用了燃气透平，从而大大降低了能耗。 SRT—Ⅳ、Ⅲ型都采用计算机控制，使裂解炉工矿更稳定，能在最佳工艺条件下操作，能保持裂解炉的最该生产能力。 2) 更合理的炉型结构
① 辐射室底部侧壁均有均匀分布的加热烧嘴，使炉管周边温的分布更均匀，炉管上下温差较小;
② 炉管能上下自由伸长缩短，不因温度效应而变形； ③ 炉管吊装件埋在上部隔热层内，避免高温辐射； ④ 炉顶上部预留空间，利于检修换管，不占地面；
⑤ 在裂解管出口上方即接装急冷换热器，使裂解气更快急冷，以减少二次反应发生的机会。
2. 凯洛格毫秒裂解炉和分区裂解炉
（1） 凯洛格毫秒裂解炉（Milli Second Furnace）(简称MSF)
毫秒裂解炉停留时间为0.05～0.1s秒，为一般裂解炉停留时间的1/4～1/6。 毫秒裂解炉的乙烯收率较高。以石脑油为例，当以石脑油为裂解原料时，乙烯单程收率提高到32～34.4%（质量），而短时间裂解炉（SRT型裂解炉）乙烯单程收率只有28%左右。
毫秒裂解炉系统如图1-14所示，炉管装置见图1-15。 毫秒裂解炉的特点：
① 管径细，热通量大，裂解温度高； ② 阻力降小（单管程）； ③ 烃分压低； ④ 停留时间短； ⑤ 乙烯收率高。
表1-19给出了毫秒裂解炉与短时间停留炉在相同裂解温度时，乙烯和燃料油收率比较。
表1-19 乙烯单程收率比较 石脑油 项目 轻柴油 重柴油 短停留短停留时短停留时毫秒炉 毫秒炉 毫秒炉 时间炉 间炉 间炉 28.6 3.5 32.2 3.3 24.4 20.3 27.0 17.2 19.5 27.5 21.6 24.7 C2H4 燃料油
毫秒裂解炉的缺点是炉管多，流量不容易平均分配。 采用猪尾管来分配流量，效果较好.
（2） 分区域裂解炉
分区域炉的设计依据：反应前后期所需热量不同，前大后小；供热要符合裂解过程的供热规律。
分区域炉（也称“多区域裂解炉”）的示意图如图1-16所示。
3. 斯普—韦勃斯特超选择性裂解炉USC(Ultra-Selectivity cracking Furnace) 超选择性裂解炉，连同两段急冷（Ultra+TLX）,构成三位一体的裂解系统，如图1-17所示。
4. 倒梯台炉
三、裂解气急冷与换热器
1. 急冷的目的：降低温度，终止裂解反应
裂解气温度：727-927oC，富含大量水蒸气?热焓高，烯烃的反应性仍然很强
?继续发生二次反应?必须使裂解气急冷，中止二次反应。 2. 急冷的方法：①直接急冷；②间接急冷。 直接急冷的急冷剂用油或水。
目前的裂解装置都实现采用间接急冷，以回收高品位的热能，后采用直接急冷，最后洗涤的方法。
采用间接急冷的目的是:回收高品位的热能，同时终止二次反应。 急冷换热器常遇到的问题是结焦问题。结焦后，使急冷换热器的出口温度升高，压降增大，系统压力增大，影响炉子的正常运转。结焦后若不及时清焦，将不能终止二次反应。
用重质原料裂解式常常是急冷换热器先结焦，而炉管后结焦。 所以，急冷换热器的裂解周期直接影响裂解炉的操作周期。 3.防止急冷换热器结焦应控制两个指标： ①停留时间，一般控制在0.04秒以下；
②裂解气出口温度，要求高于裂解气的露点（裂解气中重组分的露点）。 若低于露点温度，则裂解气中的较重组分有一部分会冷凝，凝结的油雾沾附在急冷换热器管壁上形成流动缓慢的油膜，即影响传热，又容易发生二次反应。 4.急冷换热器
裂解装置中的五大关键设备：裂解炉、急冷换热器、三机（裂解气压缩机、乙烯压缩机、丙烯压缩机）、冷箱和乙烯球罐。
急冷换热器是裂解装置中五大关键设备之一，是间接急冷的关键设备。 急冷换热器的结构，必须满足裂解气急冷的特殊条件：
① 温度高；
②降温快，热强度高，内外温差高。
因此，管内裂解气，管外高压水。只有内管材质要求苛刻，否则都要求苛刻。
五、管式炉裂解的优缺点 优点：
工艺成熟；
炉型结构简单；
操作容易，便于控制，能连续生产； 乙烯、丙烯收率较高，产物浓度高； 动力消耗少，热效率高；
裂解气和烟道气的大部分可以设法回收；
原料的适用范围随着裂解技术的进步而日渐扩大； 可以多炉组合而大型生产。 缺点:
(1)对重质原料的适用性还有一定限度
裂解重质原料时，由于重质原料容易结焦，故不得不缩短运转周期，降低裂解深度，经常轻焦，缩短了常年有效生产时间，也影响了裂解炉及炉管的寿命。降低裂解深度的结果时原料利用率不高，重质原料油等低值品量大，公用工程费用也增高。
（2）按高温短停留时间和低烃分压的工艺要求，势必增大炉管的表面热强度，这就要求油耐高温的合金管材和铸管技术。 六、裂解炉的结焦与清焦与深度影响
工艺流程—裂解炉生产乙烯
