乙烯裂解炉是乙烯装置的核心设备,而乙烯裂解技术是整个乙烯工业的关键技术之一。乙烯裂解炉内包括了复杂的流体流动、燃烧反应、裂解反应以及热量传递等过程。国内在乙烯裂解技术的设计和开发方面还比较落后,目前世界上仅有少数公司掌握生产乙烯的成套技术。因此,整个乙烯裂解炉内的传递与反应过程研究对于裂解炉的设计与优化有着重要的意义。本文利用了计算流体力学的方法,并以KTI公司的GK-V型乙烯裂解炉为研究对象,建立了乙烯裂解炉的数学模型,对裂解炉内的流动、传热与反应过程进行了研究。主要工作如下：1、建立了包含1组炉管的1／4裂解炉的模型,对炉膛和炉管中的流动、传热以及裂解反应进行了考察,并分析了炉膛与炉管中的耦合影响。研究表明,由于各裂解炉炉管在整个炉膛中的空间位置分布不同,造成了各炉管的传热不均匀,各炉管的受热差异又导致了管内的主要产物收率存在差异。炉管壁面热边界分布是由炉膛内的流动、传热与炉管内的流动与裂解反应影响共同造成的。2、建立了更符合实际情况的1／2裂解炉模型,对其流动、传热以及裂解反应进行了考察,分析了包括两组炉管的裂解炉模型的传热与裂解反应。研究发现,由于结构的非对称性,1／2裂解炉的炉膛内的流动和传热情况与1／4裂解炉的流动和传热情况有差异。由于炉管的非均匀传热,1／2裂解炉和1／4裂解炉炉管的热边界条件和管内裂解反应存在差异,从而导致了各主要产物收率不相同。3、考察了炉管进料量和炉膛燃料量等操作条件对炉内主要产物收率的影响。研究发现,进料量影响了炉管内的二次反应,进而对主要产物收率有重要影响。