一(yi)、裝置(zhi)簡介(jie)
延遲(chi)焦化是以貧氫的(de)(de)重質(zhi)(zhi)油(you)為(wei)原料(liao)，在高(gao)(gao)(gao)溫（約500℃）條(tiao)件下進行(xing)深(shen)度的(de)(de)熱裂化和(he)縮合反應(ying)，將重質(zhi)(zhi)油(you)餾分進行(xing)裂解和(he)聚(ju)合，生(sheng)產富氣(qi)、粗汽油(you)、柴(chai)油(you)、蠟油(you)和(he)焦炭的(de)(de)技術。它又是唯一能生(sheng)產石油(you)焦的(de)(de)工藝過(guo)程。焦化裝置獲得的(de)(de)焦化氣(qi)體經脫硫處理后可(ke)作為(wei)制氫原料(liao)或送燃(ran)料(liao)管網做燃(ran)料(liao)使用。焦化汽油(you)和(he)焦化柴(chai)油(you)是延遲(chi)焦化的(de)(de)主要產品(pin)(pin)，但其質(zhi)(zhi)量(liang)較(jiao)差，烯烴(jing)含(han)量(liang)高(gao)(gao)(gao)，硫、氮、氧等雜質(zhi)(zhi)含(han)量(liang)高(gao)(gao)(gao)，穩定性差，只能作為(wei)半成品(pin)(pin)或中間產品(pin)(pin)。
焦(jiao)化是以貧(pin)氫重質(zhi)殘油(you)(you)(you)（如減壓(ya)渣油(you)(you)(you)、裂化渣油(you)(you)(you)以及瀝青等）為原料(liao)，在(zai)高(gao)溫(wen)（400～500℃）下進行深度熱裂化反應(ying)。通(tong)過裂解反應(ying)，使渣油(you)(you)(you)的一部(bu)分(fen)轉化為氣體烴(jing)和輕質(zhi)油(you)(you)(you)品(pin)；由(you)于縮(suo)合反應(ying)，使渣油(you)(you)(you)的另一部(bu)分(fen)轉化為焦(jiao)炭。一方面由(you)于原料(liao)重，含相當數量的芳烴(jing)，另一方面焦(jiao)化的反應(ying)條(tiao)件(jian)更加(jia)苛刻，因此縮(suo)合反應(ying)占(zhan)很大比重，生(sheng)成焦(jiao)炭多。
焦化(hua)過程實質上是將(jiang)原(yuan)油(you)中(zhong)的重質油(you)深度(du)(du)熱裂(lie)化(hua)的過程，也是處理渣油(you)的手段之一。與另一個重油(you)深度(du)(du)加工裝置-加氫裂(lie)化(hua)相(xiang)比，延遲焦化(hua)盡管(guan)存在輕質油(you)產品穩定性(xing)差的缺點，但(dan)裝置投資少(shao)，操作費(fei)(fei)用低（加工費(fei)(fei)為加氫裂(lie)化(hua)操作費(fei)(fei)用的1/3～1/2），轉化(hua)深度(du)(du)高(gao)。
原(yuan)料(liao)：延遲焦化(hua)(hua)(hua)與催(cui)化(hua)(hua)(hua)裂(lie)化(hua)(hua)(hua)類似的(de)脫(tuo)碳(tan)工(gong)藝(yi)以改變石油的(de)碳(tan)氫比(bi)(bi)，延遲焦化(hua)(hua)(hua)的(de)原(yuan)料(liao)可以是(shi)重油、渣油甚至是(shi)瀝(li)青，對原(yuan)料(liao)的(de)品質要求比(bi)(bi)較低。渣油主(zhu)要的(de)轉化(hua)(hua)(hua)工(gong)藝(yi)是(shi)延遲焦化(hua)(hua)(hua)和加氫裂(lie)化(hua)(hua)(hua)。
產(chan)品：主要產(chan)品是(shi)蠟油、柴油、焦炭、粗(cu)汽(qi)油和部分氣體。
延(yan)遲焦(jiao)化(hua)的生(sheng)(sheng)產過程是：將重質油送到(dao)管(guan)式(shi)爐中加(jia)(jia)熱，并采用高的流速（在(zai)爐管(guan)中注水）及(ji)高的熱強度（爐出(chu)口溫度500℃），使油品(pin)在(zai)加(jia)(jia)熱爐中短時間(jian)內達到(dao)焦(jiao)化(hua)反(fan)應所需的溫度，但在(zai)反(fan)應爐管(guan)內不生(sheng)(sheng)焦(jiao)，而(er)是迅(xun)速地進入焦(jiao)炭(tan)塔，使焦(jiao)化(hua)反(fan)應不在(zai)加(jia)(jia)熱爐中而(er)延(yan)遲到(dao)焦(jiao)炭(tan)塔中進行，因此(ci)稱為(wei)延(yan)遲焦(jiao)化(hua)。
二、典(dian)型延遲焦化裝置的工藝及特(te)點
延(yan)遲焦(jiao)化(hua)裝置的生(sheng)產(chan)工(gong)藝分為(wei)焦(jiao)化(hua)和除(chu)焦(jiao)兩(liang)部分，焦(jiao)化(hua)為(wei)連(lian)續(xu)(xu)操(cao)(cao)作，除(chu)焦(jiao)為(wei)間隙操(cao)(cao)作。由于工(gong)業裝置一(yi)般設有(you)兩(liang)個(ge)(ge)或四個(ge)(ge)焦(jiao)炭塔，所以整個(ge)(ge)生(sheng)產(chan)過(guo)程仍為(wei)連(lian)續(xu)(xu)操(cao)(cao)作。
①. 原油預熱，焦(jiao)化原料(liao)（減(jian)壓渣油）先進(jin)入原料(liao)緩沖罐，再用泵送入加熱爐對流段升溫至340～350℃。
②. 經預熱(re)后的(de)原油進入分(fen)餾塔(ta)(ta)底，與焦炭塔(ta)(ta)產出的(de)油氣在分(fen)餾塔(ta)(ta)內（塔(ta)(ta)底溫度(du)不超過400℃）換熱(re)。
③. 原料油和循環油一起從(cong)分餾塔底抽出，用熱(re)油泵打進(jin)加(jia)熱(re)爐輻射(she)段，加(jia)熱(re)到焦化(hua)反(fan)應所需(xu)的溫度（500℃左右），再通(tong)過四(si)通(tong)閥由下部進(jin)入(ru)焦炭塔，進(jin)行焦化(hua)反(fan)應。
④. 原料(liao)在焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔內反(fan)應生(sheng)成焦(jiao)(jiao)炭(tan)聚積(ji)在焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔內，油氣(qi)從焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔頂出(chu)來進入分(fen)餾塔，與(yu)原料(liao)油換熱(re)后(hou)，經過分(fen)餾得(de)到氣(qi)體、汽油、柴油和蠟油。塔底循環油和原料(liao)一(yi)起再進行(xing)焦(jiao)(jiao)化反(fan)應。
延遲(chi)焦化(hua)裝置(zhi)的(de)生(sheng)產(chan)(chan)核心(xin)是重質油的(de)裂化(hua)結焦反應，而裂化(hua)結焦反應需(xu)要一定(ding)的(de)時間，反應完成后還(huan)需(xu)要除焦。因此，延遲(chi)焦化(hua)生(sheng)產(chan)(chan)是半連續的(de)過程。為了實現(xian)整個裝置(zhi)的(de)連續生(sheng)產(chan)(chan)，實際的(de)工業(ye)生(sheng)產(chan)(chan)裝置(zhi)均采用一爐兩塔（焦炭塔）、兩爐四塔等工藝流程，即通過加熱爐和／或焦炭塔的(de)切換操作，實現(xian)裝置(zhi)的(de)連續操作。
圖2.7所示為典型(xing)的一爐(lu)兩塔延遲焦(jiao)化工(gong)藝流程示意(yi)圖，如圖2.8所示為典型(xing)的兩爐(lu)四塔延遲焦(jiao)化工(gong)藝流程示意(yi)圖。
一般情(qing)況下，延遲焦化(hua)裝置分為三個工段，即原料油預熱、焦化(hua)反應(ying)、分餾和吸收穩定。核心(xin)工段為焦化(hua)反應(ying)。
1. 原(yuan)料(liao)油預熱系統
焦化原(yuan)(yuan)料(liao)（通常(chang)是減壓(ya)渣(zha)油）首先進入(ru)原(yuan)(yuan)料(liao)緩(huan)沖罐，再(zai)用(yong)泵加壓(ya)，送入(ru)加熱(re)(re)爐對流段加熱(re)(re)。加熱(re)(re)后(hou)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)油進入(ru)分餾塔(ta)底，與焦炭塔(ta)產出(chu)的(de)油氣在分餾塔(ta)內換熱(re)(re)。把原(yuan)(yuan)料(liao)中(zhong)的(de)輕質油蒸出(chu)來，同(tong)時又(you)加熱(re)(re)了原(yuan)(yuan)料(liao)。
2. 焦化(hua)反應系(xi)統
原料油和循環油一起從分餾塔底抽出，用熱油泵加壓，進加熱爐輻射段，加熱到焦化反應所需的溫度（500℃），再通過四通閥由下部進入焦炭塔，進行焦化反應。為防止油在爐管內反應結焦，需向爐管內注水，以加大管內流速，縮短油在管內的停留時間。進入焦炭塔的高壓渣油，需在塔內停留足夠時間，以便進行充分反應。原料油在焦炭塔內反應生成焦炭并聚積在焦炭塔內，油氣從焦炭塔頂出來進入分餾塔。焦化生成的焦炭留在焦炭塔內，通過水力除焦從塔內排出。目前的除焦設備都已采用壓力約為34MPa的高壓水水力除焦法。焦炭塔是兩臺一組，一爐兩塔的延遲焦化工藝只有一組焦炭塔，兩爐四塔的延遲焦化工藝則有兩組焦炭塔。對于兩爐四塔工藝，兩組焦炭塔既可單獨操作，又可并聯操作。在每組焦炭塔中，一臺塔在反應生焦時，另一臺則處于除焦階段。即當一臺塔內焦炭積聚到一定高度時進行切換，切換后通入蒸汽除去輕質烴類并注水冷卻，然后除焦。
3. 分餾系統
焦炭塔塔頂(ding)出來的(de)高溫油(you)(you)(you)氣(qi)被送(song)(song)至(zhi)分餾塔下部，在塔內進行傳質、傳熱，并進行餾分切割，分別獲得(de)氣(qi)體、汽(qi)(qi)油(you)(you)(you)、柴(chai)油(you)(you)(you)和蠟(la)油(you)(you)(you)。塔頂(ding)獲得(de)的(de)輕(qing)質烴(jing)類（包(bao)括油(you)(you)(you)氣(qi)和汽(qi)(qi)油(you)(you)(you)）送(song)(song)至(zhi)吸收穩定部分進行分離得(de)到干(gan)氣(qi)及液化氣(qi)，并使汽(qi)(qi)油(you)(you)(you)的(de)蒸氣(qi)壓合格，必要時先送(song)(song)至(zhi)脫硫(liu)工藝進行脫硫(liu)。側線(xian)產出的(de)柴(chai)油(you)(you)(you)經加氫(qing)精制后成為產品(pin)燃(ran)料油(you)(you)(you)，蠟(la)油(you)(you)(you)可作(zuo)為催化裂(lie)化原料或(huo)燃(ran)料油(you)(you)(you)。塔底(di)循(xun)環(huan)油(you)(you)(you)和原料進行摻混并一起(qi)作(zuo)為焦化反應(ying)的(de)原料。
4. 吸收(shou)穩定(ding)部分
分(fen)餾(liu)塔(ta)塔(ta)頂產出(chu)的輕質烴類（包括油氣和汽油）在吸收穩定部分(fen)分(fen)別(bie)進行干氣分(fen)離、汽油精制等，過程類似于催化(hua)裂化(hua)裝置的吸收穩定系統，這里不再重復。
三(san)、介質特點
延遲(chi)(chi)焦(jiao)(jiao)化裝置使(shi)用的(de)原(yuan)料(liao)為(wei)重質油(you)(you)(you)，容易(yi)結(jie)焦(jiao)(jiao)，但希望(wang)在(zai)(zai)(zai)(zai)焦(jiao)(jiao)炭塔(ta)(ta)(ta)中(zhong)結(jie)焦(jiao)(jiao)，而不希望(wang)在(zai)(zai)(zai)(zai)加熱爐(lu)(lu)、轉(zhuan)(zhuan)油(you)(you)(you)線(xian)、焦(jiao)(jiao)炭塔(ta)(ta)(ta)餾出(chu)線(xian)和(he)分餾塔(ta)(ta)(ta)底(di)等(deng)處(chu)結(jie)焦(jiao)(jiao)。可以在(zai)(zai)(zai)(zai)原(yuan)料(liao)油(you)(you)(you)進加熱爐(lu)(lu)輻(fu)射管之前(qian)，注入(ru)蒸(zheng)汽或軟化水，以加大(da)原(yuan)料(liao)油(you)(you)(you)在(zai)(zai)(zai)(zai)爐(lu)(lu)管中(zhong)的(de)流(liu)速(su)，在(zai)(zai)(zai)(zai)分餾塔(ta)(ta)(ta)底(di)設(she)循(xun)環油(you)(you)(you)泵，并在(zai)(zai)(zai)(zai)泵入(ru)口加過濾(lv)(lv)器(qi)，濾(lv)(lv)掉(diao)焦(jiao)(jiao)炭塔(ta)(ta)(ta)油(you)(you)(you)氣帶來的(de)粉焦(jiao)(jiao)。在(zai)(zai)(zai)(zai)運轉(zhuan)(zhuan)中(zhong)分餾塔(ta)(ta)(ta)有時也會出(chu)現結(jie)焦(jiao)(jiao)現象(xiang)，為(wei)此需控制塔(ta)(ta)(ta)底(di)溫度，并采用塔(ta)(ta)(ta)底(di)油(you)(you)(you)循(xun)環過濾(lv)(lv)的(de)方法濾(lv)(lv)去焦(jiao)(jiao)粉和(he)加強液體的(de)流(liu)動來加以防(fang)止(zhi)。延遲(chi)(chi)焦(jiao)(jiao)化過程的(de)產品包(bao)括汽油(you)(you)(you)、柴油(you)(you)(you)、蠟油(you)(you)(you)和(he)石油(you)(you)(you)焦(jiao)(jiao)等(deng)。
四、延遲焦化裝置的配(pei)管(guan)設計
主要(yao)是對加(jia)熱(re)爐、塔(ta)、換(huan)熱(re)器、罐、泵等設(she)備的配管設(she)計(ji)。主要(yao)設(she)備如下(xia)。
①. 焦炭塔
焦炭塔是(shi)用厚鍋爐鋼板制成的(de)空筒(tong)，是(shi)進行焦化反應的(de)場所(suo)。
②. 水(shui)力除(chu)焦設備
焦炭塔是輪換(huan)使用(yong)(yong)的，即當一(yi)(yi)個塔內焦炭聚(ju)集到一(yi)(yi)定高(gao)度(du)時，通過四通閥將原料切換(huan)到另一(yi)(yi)個焦炭塔。聚(ju)結(jie)焦炭的焦炭塔先(xian)用(yong)(yong)蒸汽冷(leng)卻，然(ran)后進行水(shui)力除焦。
③. 無焰(yan)燃燒(shao)爐
焦(jiao)化(hua)加熱(re)爐是本裝置(zhi)的核心設備，其作用(yong)(yong)是將爐內(nei)(nei)迅速流動(dong)的渣油加熱(re)至500℃左右的高(gao)溫。因此，要求爐內(nei)(nei)有(you)較高(gao)的傳熱(re)速率以(yi)保(bao)證在短時間(jian)內(nei)(nei)給油提供(gong)足夠的熱(re)量，同時要求提供(gong)均勻的熱(re)場，防(fang)止局(ju)部過熱(re)引起爐管(guan)結焦(jiao)。為此，延遲焦(jiao)化(hua)通常采用(yong)(yong)無(wu)焰爐。
