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1. 研究目的与意义（文献综述）

乙炔裂解炉生产的炭黑、石墨烯等高分子化合物是现代工业生产与发展必需品，研究烃原料在裂解炉中的反应过程也是优化乙炔裂解炉结构的基础。反应产生的燃烧混合气体冷却结晶涉及热力学、金相学、流体力学、传热学、传质理论以及数学等基础理论，对其进行仿真模拟还需使用到乙炔裂解炉计算机模拟优化裂解炉计算机模拟优化软件开发的核心是裂解反应动力学模型。裂解反应动力学模型是裂解炉设计、模拟及优化的关键,是整个裂解炉模拟计算中最为重要的部分,也是模拟结果是否精确、可靠的决定因素。对乙炔裂解炉反应过程的仿真与分析，对于提高裂解炉热效率、减少烃类污染物有害排放、分析和优化热解反应过程、提高天然气等化石燃料的能量利用率等工程要求有一定的促进作用，并对流体力学、燃烧科学等理论的研究也具有重要的理论指导意义。

计算流体动力学cfd稳步发展成为化工行业重要且不可或缺的模拟工具。乙烯裂解炉内的实际燃烧过程几乎都是湍流燃烧，燃烧过程湍流流动过程和化学反应有着强烈的相互作用。其中有两种主要的化学反应流：一种是湍流条件下的快速化学反应（燃烧）及其相互作用的湍流反应流；另一种是湍流燃烧条件下的缓慢吸热化学反应及其相互作用的湍流反应流在这种情况下，不同湍流模型的选取对裂解炉与反应器的耦合模拟结果有很大的不同。因为不同湍流模型控制方程中关于湍流脉动值的雷诺应力项处理不同，因此各个湍流模型的预测性能好坏是与所研究的问题有关的。乙炔裂解炉的模拟与仿真研究建立在对热解过程中温度场的分析和裂解炉结构的流体力学场数据计算之上。

研究设计新型乙炔裂解炉对于减少芳香族有机污染物排放、提高裂解炉热效率、优化热解反应生成产物过程在基础理论上具有重要意义。面对炔烃装置规模不断扩大、原料复杂、工艺多变的趋势,蒸汽裂解制造炔烃技术的发展方向朝着高温、短停留时间、低烃分压、高操作弹性、长运转周期、简化操作和快速优化等方面发展。在这样的背景下,乙炔裂解炉结构造型设计与数值仿真,具有较大的技术需求和应用前景。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究（设计）的基本内容及目标

1）了解工业上以烃原料热解生成高分子材料的化学原理及生产方法

2）根据专利以及国标范围设计裂解炉雏形

3. 研究计划与安排

三、进度安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 聂宗兵. cfd数值模拟技术在裂解炉低氮燃烧器改造中应用及效果分析[j]. 河南化工，2018，35（5）：41-44页

[2] 李宁. 大型急冷换热器裂解气流体分配 cfd模拟 [j]. 化工机械, 2018，45（4）：507-520页

[3] 王传华. 低nox燃烧器在扬子石化10万吨乙烯裂解炉上的应用[j]. 化工机械，2019，46（4）：450-473页