一、裝置簡介(jie)
延遲焦(jiao)化(hua)是以貧氫(qing)的(de)重質(zhi)油(you)(you)為(wei)(wei)原料(liao)，在(zai)高溫（約(yue)500℃）條件下進行深度的(de)熱(re)裂(lie)化(hua)和縮(suo)合反應，將重質(zhi)油(you)(you)餾分進行裂(lie)解和聚合，生產富氣、粗汽(qi)油(you)(you)、柴(chai)油(you)(you)、蠟(la)油(you)(you)和焦(jiao)炭的(de)技術。它又(you)是唯一能(neng)生產石油(you)(you)焦(jiao)的(de)工藝過程。焦(jiao)化(hua)裝置獲(huo)得的(de)焦(jiao)化(hua)氣體經(jing)脫(tuo)硫(liu)處理后可作為(wei)(wei)制(zhi)氫(qing)原料(liao)或送燃料(liao)管(guan)網做(zuo)燃料(liao)使用(yong)。焦(jiao)化(hua)汽(qi)油(you)(you)和焦(jiao)化(hua)柴(chai)油(you)(you)是延遲焦(jiao)化(hua)的(de)主(zhu)要產品(pin)，但其質(zhi)量較差，烯烴含(han)量高，硫(liu)、氮、氧(yang)等雜質(zhi)含(han)量高，穩定性(xing)差，只能(neng)作為(wei)(wei)半(ban)成品(pin)或中間產品(pin)。
焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)是以(yi)貧氫重質殘油(you)（如減壓渣(zha)油(you)、裂化(hua)渣(zha)油(you)以(yi)及(ji)瀝青等）為原料，在高溫（400～500℃）下(xia)進(jin)行深度(du)熱裂化(hua)反應。通(tong)過裂解反應，使渣(zha)油(you)的(de)一部分(fen)轉(zhuan)化(hua)為氣體烴和輕質油(you)品；由于縮合(he)反應，使渣(zha)油(you)的(de)另(ling)一部分(fen)轉(zhuan)化(hua)為焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)。一方面(mian)由于原料重，含相當數量的(de)芳烴，另(ling)一方面(mian)焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)的(de)反應條件更(geng)加苛刻，因(yin)此縮合(he)反應占很大(da)比(bi)重，生(sheng)成(cheng)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)多。
焦(jiao)化(hua)(hua)過程(cheng)實質上(shang)是將(jiang)原油中(zhong)的(de)(de)重(zhong)質油深(shen)度熱裂(lie)(lie)化(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)，也是處理渣(zha)油的(de)(de)手段之一(yi)。與另一(yi)個重(zhong)油深(shen)度加工裝置(zhi)-加氫(qing)裂(lie)(lie)化(hua)(hua)相比，延(yan)遲焦(jiao)化(hua)(hua)盡管存(cun)在輕質油產品穩(wen)定性差的(de)(de)缺點，但裝置(zhi)投資少，操作費用(yong)低（加工費為加氫(qing)裂(lie)(lie)化(hua)(hua)操作費用(yong)的(de)(de)1/3～1/2），轉化(hua)(hua)深(shen)度高(gao)。
原(yuan)料：延(yan)(yan)遲焦化(hua)(hua)與催化(hua)(hua)裂化(hua)(hua)類似的(de)(de)脫碳工(gong)藝以(yi)改(gai)變石油(you)的(de)(de)碳氫比，延(yan)(yan)遲焦化(hua)(hua)的(de)(de)原(yuan)料可以(yi)是重油(you)、渣油(you)甚至是瀝青，對(dui)原(yuan)料的(de)(de)品質要求比較(jiao)低。渣油(you)主(zhu)要的(de)(de)轉化(hua)(hua)工(gong)藝是延(yan)(yan)遲焦化(hua)(hua)和(he)加氫裂化(hua)(hua)。
產品：主要產品是蠟油、柴油、焦炭、粗汽油和(he)部分(fen)氣體。
延遲(chi)焦(jiao)(jiao)化的(de)(de)生產過程(cheng)是：將重質油送到(dao)(dao)管(guan)式爐(lu)中加熱(re)，并采(cai)用高(gao)的(de)(de)流速（在(zai)(zai)爐(lu)管(guan)中注水）及(ji)高(gao)的(de)(de)熱(re)強(qiang)度(du)(du)(du)（爐(lu)出口溫(wen)度(du)(du)(du)500℃），使油品在(zai)(zai)加熱(re)爐(lu)中短時(shi)間內(nei)達到(dao)(dao)焦(jiao)(jiao)化反(fan)應(ying)所需的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)，但在(zai)(zai)反(fan)應(ying)爐(lu)管(guan)內(nei)不(bu)生焦(jiao)(jiao)，而是迅速地進(jin)入焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔，使焦(jiao)(jiao)化反(fan)應(ying)不(bu)在(zai)(zai)加熱(re)爐(lu)中而延遲(chi)到(dao)(dao)焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔中進(jin)行，因此稱為延遲(chi)焦(jiao)(jiao)化。
二(er)、典(dian)型延遲焦化裝置的工藝及特點
延遲焦(jiao)化(hua)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)生產工(gong)藝分為(wei)焦(jiao)化(hua)和(he)除(chu)焦(jiao)兩(liang)部(bu)分，焦(jiao)化(hua)為(wei)連續操作，除(chu)焦(jiao)為(wei)間隙(xi)操作。由于工(gong)業(ye)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)一般設有(you)兩(liang)個或(huo)四個焦(jiao)炭塔(ta)，所以(yi)整(zheng)個生產過程仍為(wei)連續操作。
①. 原油預熱，焦化原料（減壓渣油）先進入原料緩沖罐(guan)，再(zai)用泵送入加(jia)熱爐(lu)對流段升溫至340～350℃。
②. 經(jing)預熱后的原油進入分餾塔底(di)，與焦(jiao)炭塔產出的油氣在分餾塔內（塔底(di)溫(wen)度不超過(guo)400℃）換熱。
③. 原料油(you)(you)和循環油(you)(you)一(yi)起從(cong)分(fen)餾塔底抽出，用熱油(you)(you)泵打進加熱爐輻射段，加熱到焦(jiao)(jiao)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)所需(xu)的(de)溫度(du)（500℃左右），再通過四通閥由下(xia)部進入(ru)焦(jiao)(jiao)炭塔，進行焦(jiao)(jiao)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)。
④. 原料(liao)在焦炭塔內反應生成焦炭聚積(ji)在焦炭塔內，油(you)(you)氣從焦炭塔頂出(chu)來進(jin)入(ru)分(fen)餾(liu)塔，與原料(liao)油(you)(you)換熱(re)后，經過分(fen)餾(liu)得(de)到氣體、汽油(you)(you)、柴油(you)(you)和蠟油(you)(you)。塔底循環油(you)(you)和原料(liao)一起再進(jin)行焦化反應。
延遲焦(jiao)(jiao)化裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)(de)生(sheng)產(chan)核心是重質油的(de)(de)裂化結焦(jiao)(jiao)反應(ying)，而(er)裂化結焦(jiao)(jiao)反應(ying)需要(yao)一(yi)定的(de)(de)時間(jian)，反應(ying)完成后還需要(yao)除焦(jiao)(jiao)。因此，延遲焦(jiao)(jiao)化生(sheng)產(chan)是半連續(xu)(xu)的(de)(de)過程(cheng)。為(wei)了實現(xian)整個(ge)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)(de)連續(xu)(xu)生(sheng)產(chan)，實際的(de)(de)工業生(sheng)產(chan)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)均采用一(yi)爐(lu)兩塔(ta)(ta)（焦(jiao)(jiao)炭塔(ta)(ta)）、兩爐(lu)四塔(ta)(ta)等工藝流程(cheng)，即通過加熱爐(lu)和／或焦(jiao)(jiao)炭塔(ta)(ta)的(de)(de)切(qie)換操作，實現(xian)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)(de)連續(xu)(xu)操作。
圖2.7所示(shi)(shi)為典型(xing)的(de)一爐兩塔延遲焦化工(gong)藝流程示(shi)(shi)意圖，如圖2.8所示(shi)(shi)為典型(xing)的(de)兩爐四塔延遲焦化工(gong)藝流程示(shi)(shi)意圖。
一(yi)般情況下，延遲焦(jiao)化裝置(zhi)分為三(san)個工段(duan)，即原料油預熱(re)、焦(jiao)化反應(ying)、分餾和吸(xi)收(shou)穩定。核心工段(duan)為焦(jiao)化反應(ying)。
1. 原料油預(yu)熱系統(tong)
焦化原(yuan)(yuan)料（通常是減壓渣油(you)）首先進(jin)(jin)入(ru)原(yuan)(yuan)料緩(huan)沖罐，再用泵加(jia)壓，送(song)入(ru)加(jia)熱(re)爐對流段加(jia)熱(re)。加(jia)熱(re)后的原(yuan)(yuan)料油(you)進(jin)(jin)入(ru)分(fen)餾(liu)塔(ta)底，與焦炭塔(ta)產(chan)出的油(you)氣在分(fen)餾(liu)塔(ta)內換熱(re)。把原(yuan)(yuan)料中(zhong)的輕質油(you)蒸出來，同(tong)時又加(jia)熱(re)了原(yuan)(yuan)料。
2. 焦化反應系統
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(tong)
焦(jiao)炭塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂出(chu)來(lai)的高(gao)溫油(you)氣(qi)(qi)被送(song)至分(fen)(fen)餾塔(ta)(ta)下部，在(zai)塔(ta)(ta)內進行(xing)傳(chuan)(chuan)質、傳(chuan)(chuan)熱(re)，并進行(xing)餾分(fen)(fen)切割，分(fen)(fen)別獲得(de)氣(qi)(qi)體、汽油(you)、柴(chai)油(you)和(he)蠟(la)油(you)。塔(ta)(ta)頂獲得(de)的輕質烴類（包括油(you)氣(qi)(qi)和(he)汽油(you)）送(song)至吸收穩(wen)定部分(fen)(fen)進行(xing)分(fen)(fen)離得(de)到干氣(qi)(qi)及液化氣(qi)(qi)，并使汽油(you)的蒸氣(qi)(qi)壓合格，必要時先送(song)至脫硫工藝進行(xing)脫硫。側(ce)線產(chan)出(chu)的柴(chai)油(you)經加(jia)氫精制后成為(wei)(wei)產(chan)品(pin)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)油(you)，蠟(la)油(you)可(ke)作為(wei)(wei)催化裂化原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)或燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)油(you)。塔(ta)(ta)底循(xun)環油(you)和(he)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)進行(xing)摻混并一起作為(wei)(wei)焦(jiao)化反應的原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)。
4. 吸收穩定部(bu)分
分(fen)餾塔(ta)塔(ta)頂(ding)產出的(de)輕質(zhi)烴類(lei)（包括油氣(qi)(qi)和汽油）在(zai)吸收(shou)穩定部分(fen)分(fen)別進行干(gan)氣(qi)(qi)分(fen)離、汽油精(jing)制等，過程類(lei)似(si)于催化裂化裝置的(de)吸收(shou)穩定系統，這里不(bu)再重復。
三(san)、介(jie)質特點
延遲焦(jiao)(jiao)(jiao)化裝置使用的(de)原料(liao)為重質油(you)，容易結(jie)焦(jiao)(jiao)(jiao)，但(dan)希(xi)望(wang)在(zai)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭塔(ta)中(zhong)結(jie)焦(jiao)(jiao)(jiao)，而(er)不希(xi)望(wang)在(zai)加(jia)(jia)熱(re)爐、轉油(you)線(xian)、焦(jiao)(jiao)(jiao)炭塔(ta)餾(liu)出線(xian)和(he)分餾(liu)塔(ta)底等處結(jie)焦(jiao)(jiao)(jiao)。可以在(zai)原料(liao)油(you)進加(jia)(jia)熱(re)爐輻射管之(zhi)前，注入(ru)蒸汽或軟(ruan)化水，以加(jia)(jia)大(da)原料(liao)油(you)在(zai)爐管中(zhong)的(de)流速，在(zai)分餾(liu)塔(ta)底設循(xun)環油(you)泵，并在(zai)泵入(ru)口加(jia)(jia)過(guo)濾器，濾掉(diao)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭塔(ta)油(you)氣帶來(lai)的(de)粉(fen)焦(jiao)(jiao)(jiao)。在(zai)運轉中(zhong)分餾(liu)塔(ta)有(you)時(shi)也(ye)會出現(xian)結(jie)焦(jiao)(jiao)(jiao)現(xian)象，為此需控制塔(ta)底溫(wen)度，并采用塔(ta)底油(you)循(xun)環過(guo)濾的(de)方(fang)法濾去焦(jiao)(jiao)(jiao)粉(fen)和(he)加(jia)(jia)強(qiang)液(ye)體的(de)流動(dong)來(lai)加(jia)(jia)以防止(zhi)。延遲焦(jiao)(jiao)(jiao)化過(guo)程的(de)產品包括(kuo)汽油(you)、柴油(you)、蠟油(you)和(he)石(shi)油(you)焦(jiao)(jiao)(jiao)等。
四、延遲焦化(hua)裝置的配管設計
主(zhu)(zhu)要是(shi)對加(jia)熱爐、塔、換熱器(qi)、罐、泵等設(she)備的(de)配管設(she)計。主(zhu)(zhu)要設(she)備如下。
①. 焦炭(tan)塔
焦(jiao)炭塔是(shi)用厚(hou)鍋爐鋼板制(zhi)成的(de)空筒，是(shi)進行焦(jiao)化反應(ying)的(de)場所。
②. 水(shui)力除(chu)焦設備
焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)塔(ta)是輪換使(shi)用的，即當一(yi)個(ge)塔(ta)內焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)聚(ju)(ju)集到一(yi)定高度(du)時，通過四通閥將原料切換到另(ling)一(yi)個(ge)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)塔(ta)。聚(ju)(ju)結焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)的焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)塔(ta)先用蒸汽(qi)冷卻，然后進行水力除焦(jiao)(jiao)(jiao)。
③. 無焰(yan)燃(ran)燒爐
焦化加(jia)熱(re)(re)爐是(shi)本裝置(zhi)的(de)(de)(de)核心設(she)備，其作用是(shi)將爐內迅速(su)流動的(de)(de)(de)渣油加(jia)熱(re)(re)至500℃左右的(de)(de)(de)高溫。因此(ci)，要求爐內有(you)較高的(de)(de)(de)傳熱(re)(re)速(su)率(lv)以保證在短(duan)時間內給油提(ti)供足夠的(de)(de)(de)熱(re)(re)量，同(tong)時要求提(ti)供均勻的(de)(de)(de)熱(re)(re)場，防止(zhi)局部過熱(re)(re)引起爐管結焦。為此(ci)，延遲焦化通常采(cai)用無(wu)焰爐。
