一、裝(zhuang)置簡介
延遲焦(jiao)化(hua)(hua)是(shi)(shi)以貧氫的(de)重(zhong)質(zhi)油(you)(you)(you)為(wei)原料(liao)(liao)，在高(gao)溫（約500℃）條(tiao)件下進(jin)行(xing)深度的(de)熱裂化(hua)(hua)和(he)縮合(he)反應，將重(zhong)質(zhi)油(you)(you)(you)餾分進(jin)行(xing)裂解和(he)聚合(he)，生產(chan)富氣、粗(cu)汽油(you)(you)(you)、柴油(you)(you)(you)、蠟油(you)(you)(you)和(he)焦(jiao)炭的(de)技術。它又(you)是(shi)(shi)唯一能(neng)生產(chan)石(shi)油(you)(you)(you)焦(jiao)的(de)工(gong)藝(yi)過程。焦(jiao)化(hua)(hua)裝置(zhi)獲得的(de)焦(jiao)化(hua)(hua)氣體經脫(tuo)硫處(chu)理后可作(zuo)為(wei)制氫原料(liao)(liao)或送燃(ran)料(liao)(liao)管網做(zuo)燃(ran)料(liao)(liao)使用。焦(jiao)化(hua)(hua)汽油(you)(you)(you)和(he)焦(jiao)化(hua)(hua)柴油(you)(you)(you)是(shi)(shi)延遲焦(jiao)化(hua)(hua)的(de)主要產(chan)品(pin)，但(dan)其質(zhi)量(liang)較差，烯烴含量(liang)高(gao)，硫、氮、氧(yang)等雜質(zhi)含量(liang)高(gao)，穩定性差，只能(neng)作(zuo)為(wei)半成品(pin)或中間產(chan)品(pin)。
焦化(hua)(hua)是(shi)以貧(pin)氫重(zhong)質殘(can)油（如減壓渣油、裂(lie)化(hua)(hua)渣油以及(ji)瀝青等）為(wei)原料，在高溫（400～500℃）下進行深度熱(re)裂(lie)化(hua)(hua)反(fan)應(ying)。通(tong)過裂(lie)解反(fan)應(ying)，使渣油的(de)一部(bu)分轉(zhuan)化(hua)(hua)為(wei)氣(qi)體烴和輕質油品；由(you)于(yu)縮(suo)合反(fan)應(ying)，使渣油的(de)另一部(bu)分轉(zhuan)化(hua)(hua)為(wei)焦炭。一方(fang)面由(you)于(yu)原料重(zhong)，含相當(dang)數量的(de)芳烴，另一方(fang)面焦化(hua)(hua)的(de)反(fan)應(ying)條件更(geng)加苛刻，因(yin)此縮(suo)合反(fan)應(ying)占很大比重(zhong)，生(sheng)成(cheng)焦炭多。
焦(jiao)化(hua)過(guo)程(cheng)實質(zhi)上(shang)是將原(yuan)油(you)中的重質(zhi)油(you)深(shen)度(du)熱裂化(hua)的過(guo)程(cheng)，也是處理(li)渣(zha)油(you)的手段之一。與另(ling)一個重油(you)深(shen)度(du)加工(gong)裝(zhuang)置(zhi)-加氫(qing)裂化(hua)相(xiang)比，延遲(chi)焦(jiao)化(hua)盡(jin)管存在輕質(zhi)油(you)產品(pin)穩定(ding)性(xing)差的缺點，但裝(zhuang)置(zhi)投資少，操作費用低（加工(gong)費為(wei)加氫(qing)裂化(hua)操作費用的1/3～1/2），轉(zhuan)化(hua)深(shen)度(du)高(gao)。
原料：延(yan)遲(chi)焦化(hua)(hua)(hua)(hua)與催化(hua)(hua)(hua)(hua)裂化(hua)(hua)(hua)(hua)類似的(de)(de)脫(tuo)碳工(gong)藝以(yi)改變石油的(de)(de)碳氫比，延(yan)遲(chi)焦化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)原料可以(yi)是(shi)(shi)重油、渣(zha)油甚(shen)至是(shi)(shi)瀝(li)青，對(dui)原料的(de)(de)品質要求(qiu)比較低(di)。渣(zha)油主要的(de)(de)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)藝是(shi)(shi)延(yan)遲(chi)焦化(hua)(hua)(hua)(hua)和加氫裂化(hua)(hua)(hua)(hua)。
產(chan)品：主要產(chan)品是蠟(la)油(you)(you)(you)、柴油(you)(you)(you)、焦炭、粗汽(qi)油(you)(you)(you)和部分氣體。
延(yan)遲焦(jiao)(jiao)(jiao)化的(de)(de)生產過程是：將重質油送到(dao)管(guan)(guan)式爐中(zhong)加(jia)(jia)熱(re)(re)，并(bing)采用高的(de)(de)流速（在爐管(guan)(guan)中(zhong)注水）及高的(de)(de)熱(re)(re)強度(du)（爐出口溫度(du)500℃），使(shi)油品在加(jia)(jia)熱(re)(re)爐中(zhong)短時間內達到(dao)焦(jiao)(jiao)(jiao)化反應所(suo)需的(de)(de)溫度(du)，但在反應爐管(guan)(guan)內不生焦(jiao)(jiao)(jiao)，而是迅速地進入(ru)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭塔，使(shi)焦(jiao)(jiao)(jiao)化反應不在加(jia)(jia)熱(re)(re)爐中(zhong)而延(yan)遲到(dao)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭塔中(zhong)進行(xing)，因此(ci)稱為延(yan)遲焦(jiao)(jiao)(jiao)化。
二、典型延遲焦化裝置的工藝及特(te)點(dian)
延遲焦(jiao)化(hua)裝置的(de)生產(chan)工藝分為(wei)焦(jiao)化(hua)和除焦(jiao)兩部分，焦(jiao)化(hua)為(wei)連(lian)續操作(zuo)，除焦(jiao)為(wei)間(jian)隙操作(zuo)。由(you)于工業裝置一(yi)般設(she)有兩個(ge)或四個(ge)焦(jiao)炭塔，所以整個(ge)生產(chan)過程(cheng)仍為(wei)連(lian)續操作(zuo)。
①. 原(yuan)油預(yu)熱，焦化原(yuan)料（減壓(ya)渣(zha)油）先進入原(yuan)料緩沖罐，再用泵送入加熱爐對流(liu)段(duan)升溫(wen)至340～350℃。
②. 經預熱(re)(re)后(hou)的原油(you)進入(ru)分(fen)餾塔(ta)底，與焦炭塔(ta)產出的油(you)氣(qi)在(zai)分(fen)餾塔(ta)內（塔(ta)底溫度(du)不超過(guo)400℃）換(huan)熱(re)(re)。
③. 原料油(you)和循環油(you)一起從分餾塔(ta)底(di)抽出，用熱(re)(re)油(you)泵打進(jin)(jin)加(jia)熱(re)(re)爐輻(fu)射(she)段，加(jia)熱(re)(re)到焦化反應所(suo)需的溫度（500℃左右），再通(tong)(tong)過四通(tong)(tong)閥由下部進(jin)(jin)入焦炭塔(ta)，進(jin)(jin)行焦化反應。
④. 原料(liao)在(zai)焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔(ta)(ta)內反應生成焦(jiao)(jiao)炭(tan)聚(ju)積在(zai)焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔(ta)(ta)內，油(you)氣從焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔(ta)(ta)頂出來(lai)進(jin)入分(fen)餾塔(ta)(ta)，與原料(liao)油(you)換熱后，經過分(fen)餾得到氣體、汽油(you)、柴油(you)和蠟油(you)。塔(ta)(ta)底循環油(you)和原料(liao)一起(qi)再進(jin)行焦(jiao)(jiao)化反應。
延遲焦化(hua)裝(zhuang)置的(de)生(sheng)產核心(xin)是重質油的(de)裂化(hua)結焦反(fan)應，而裂化(hua)結焦反(fan)應需(xu)要(yao)一(yi)定的(de)時間，反(fan)應完成(cheng)后還需(xu)要(yao)除焦。因此，延遲焦化(hua)生(sheng)產是半(ban)連(lian)續的(de)過程。為了實(shi)現整(zheng)個裝(zhuang)置的(de)連(lian)續生(sheng)產，實(shi)際的(de)工業(ye)生(sheng)產裝(zhuang)置均采用一(yi)爐(lu)兩塔（焦炭塔）、兩爐(lu)四塔等(deng)工藝流程，即(ji)通過加熱爐(lu)和(he)／或(huo)焦炭塔的(de)切換操作(zuo)，實(shi)現裝(zhuang)置的(de)連(lian)續操作(zuo)。
圖2.7所示為典型的一爐(lu)兩塔(ta)延遲(chi)焦(jiao)化工藝流程示意圖，如(ru)圖2.8所示為典型的兩爐(lu)四塔(ta)延遲(chi)焦(jiao)化工藝流程示意圖。
一般(ban)情況下(xia)，延(yan)遲焦(jiao)化裝置分(fen)為三個工段，即(ji)原料油(you)預熱(re)、焦(jiao)化反(fan)應、分(fen)餾(liu)和吸收穩定。核心工段為焦(jiao)化反(fan)應。
1. 原料油預(yu)熱系統(tong)
焦化原(yuan)料(liao)(liao)（通常是(shi)減(jian)壓(ya)渣油(you)）首先進入原(yuan)料(liao)(liao)緩沖罐，再用泵加(jia)(jia)壓(ya)，送入加(jia)(jia)熱(re)(re)爐對(dui)流(liu)段(duan)加(jia)(jia)熱(re)(re)。加(jia)(jia)熱(re)(re)后的(de)原(yuan)料(liao)(liao)油(you)進入分餾塔(ta)底，與焦炭塔(ta)產出的(de)油(you)氣在分餾塔(ta)內換熱(re)(re)。把原(yuan)料(liao)(liao)中的(de)輕質油(you)蒸出來，同時又(you)加(jia)(jia)熱(re)(re)了原(yuan)料(liao)(liao)。
2. 焦化(hua)反應系統
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(jiao)炭塔塔頂出來的(de)高溫油(you)氣(qi)(qi)被送至分餾塔下部，在(zai)塔內進(jin)行傳質、傳熱，并(bing)進(jin)行餾分切割，分別獲得氣(qi)(qi)體、汽(qi)油(you)、柴油(you)和蠟油(you)。塔頂獲得的(de)輕質烴類（包括油(you)氣(qi)(qi)和汽(qi)油(you)）送至吸收穩定部分進(jin)行分離得到干氣(qi)(qi)及(ji)液(ye)化氣(qi)(qi)，并(bing)使汽(qi)油(you)的(de)蒸氣(qi)(qi)壓合格，必要時(shi)先送至脫硫工藝進(jin)行脫硫。側線產(chan)出的(de)柴油(you)經加氫精制后成為產(chan)品(pin)燃(ran)料(liao)油(you)，蠟油(you)可(ke)作為催(cui)化裂化原料(liao)或燃(ran)料(liao)油(you)。塔底循環油(you)和原料(liao)進(jin)行摻混(hun)并(bing)一起作為焦(jiao)化反應的(de)原料(liao)。
4. 吸收穩定部分
分(fen)餾塔塔頂產(chan)出(chu)的(de)輕質烴(jing)類(lei)（包括油氣和汽油）在吸(xi)收穩定(ding)部分(fen)分(fen)別進(jin)行干氣分(fen)離(li)、汽油精制等，過(guo)程類(lei)似于催(cui)化裂(lie)化裝(zhuang)置的(de)吸(xi)收穩定(ding)系統，這里不(bu)再重復。
三(san)、介質(zhi)特點
延(yan)遲焦(jiao)(jiao)化裝置使用(yong)(yong)的(de)(de)原料為重質油(you)(you)，容易結焦(jiao)(jiao)，但希望在(zai)焦(jiao)(jiao)炭塔(ta)(ta)中結焦(jiao)(jiao)，而不希望在(zai)加(jia)熱(re)爐、轉油(you)(you)線、焦(jiao)(jiao)炭塔(ta)(ta)餾(liu)出線和(he)分餾(liu)塔(ta)(ta)底等(deng)處結焦(jiao)(jiao)。可(ke)以在(zai)原料油(you)(you)進(jin)加(jia)熱(re)爐輻射(she)管之前，注(zhu)入(ru)蒸汽或軟(ruan)化水，以加(jia)大原料油(you)(you)在(zai)爐管中的(de)(de)流速，在(zai)分餾(liu)塔(ta)(ta)底設循(xun)環油(you)(you)泵，并在(zai)泵入(ru)口加(jia)過濾器(qi)，濾掉焦(jiao)(jiao)炭塔(ta)(ta)油(you)(you)氣帶來的(de)(de)粉焦(jiao)(jiao)。在(zai)運轉中分餾(liu)塔(ta)(ta)有時也會出現結焦(jiao)(jiao)現象，為此(ci)需控制塔(ta)(ta)底溫度，并采(cai)用(yong)(yong)塔(ta)(ta)底油(you)(you)循(xun)環過濾的(de)(de)方法(fa)濾去焦(jiao)(jiao)粉和(he)加(jia)強液體(ti)的(de)(de)流動來加(jia)以防止。延(yan)遲焦(jiao)(jiao)化過程的(de)(de)產(chan)品(pin)包括汽油(you)(you)、柴油(you)(you)、蠟油(you)(you)和(he)石油(you)(you)焦(jiao)(jiao)等(deng)。
四、延遲焦化裝置(zhi)的(de)配(pei)管設計
主(zhu)要是對加熱爐(lu)、塔、換熱器(qi)、罐、泵(beng)等設(she)備的配管設(she)計。主(zhu)要設(she)備如下。
①. 焦(jiao)炭(tan)塔(ta)
焦(jiao)炭(tan)塔是用厚鍋爐鋼(gang)板制成的(de)空筒，是進行(xing)焦(jiao)化反應的(de)場所。
②. 水力(li)除焦設備
焦炭塔是輪換使用的(de)，即(ji)當一(yi)個塔內焦炭聚集到(dao)一(yi)定高度時，通過四通閥將原料切(qie)換到(dao)另一(yi)個焦炭塔。聚結焦炭的(de)焦炭塔先用蒸汽冷卻，然后(hou)進(jin)行水力除焦。
③. 無焰燃(ran)燒爐
焦(jiao)化(hua)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)爐是本裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)核心設備，其作用(yong)是將爐內迅(xun)速流(liu)動的(de)(de)渣油加(jia)熱(re)(re)(re)(re)至(zhi)500℃左右的(de)(de)高溫。因(yin)此，要求(qiu)爐內有較高的(de)(de)傳熱(re)(re)(re)(re)速率(lv)以(yi)保證(zheng)在短時(shi)間內給(gei)油提(ti)供足夠的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)量，同時(shi)要求(qiu)提(ti)供均勻的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)場，防止局(ju)部過(guo)熱(re)(re)(re)(re)引(yin)起爐管結焦(jiao)。為此，延遲焦(jiao)化(hua)通常采用(yong)無(wu)焰爐。
