一、裝置簡介(jie)
延遲(chi)焦化是(shi)以貧氫(qing)的(de)重質油(you)(you)(you)為(wei)原料(liao)，在(zai)高(gao)(gao)溫（約500℃）條件下(xia)進行深度的(de)熱(re)裂化和縮(suo)合反應，將重質油(you)(you)(you)餾分進行裂解和聚合，生產(chan)富氣、粗汽油(you)(you)(you)、柴油(you)(you)(you)、蠟油(you)(you)(you)和焦炭的(de)技術。它又是(shi)唯一能(neng)生產(chan)石(shi)油(you)(you)(you)焦的(de)工藝過程。焦化裝置(zhi)獲得的(de)焦化氣體經脫硫(liu)處理后可作為(wei)制(zhi)氫(qing)原料(liao)或送燃(ran)料(liao)管網做燃(ran)料(liao)使用。焦化汽油(you)(you)(you)和焦化柴油(you)(you)(you)是(shi)延遲(chi)焦化的(de)主要產(chan)品，但其質量(liang)較差(cha)，烯烴(jing)含量(liang)高(gao)(gao)，硫(liu)、氮、氧等雜質含量(liang)高(gao)(gao)，穩(wen)定性差(cha)，只能(neng)作為(wei)半成品或中間產(chan)品。
焦(jiao)化是(shi)以貧氫(qing)重質殘油(you)（如減壓(ya)渣(zha)油(you)、裂化渣(zha)油(you)以及瀝青等）為原料(liao)，在(zai)高溫(wen)（400～500℃）下進(jin)行深度熱裂化反(fan)(fan)應(ying)。通過裂解反(fan)(fan)應(ying)，使(shi)渣(zha)油(you)的一(yi)(yi)部(bu)(bu)分轉化為氣體烴(jing)(jing)和(he)輕質油(you)品；由(you)(you)于縮合反(fan)(fan)應(ying)，使(shi)渣(zha)油(you)的另(ling)一(yi)(yi)部(bu)(bu)分轉化為焦(jiao)炭。一(yi)(yi)方(fang)面由(you)(you)于原料(liao)重，含相當(dang)數量的芳烴(jing)(jing)，另(ling)一(yi)(yi)方(fang)面焦(jiao)化的反(fan)(fan)應(ying)條件更加苛刻，因此縮合反(fan)(fan)應(ying)占很大比重，生(sheng)成焦(jiao)炭多。
焦(jiao)(jiao)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)實質上(shang)是將原油(you)(you)中(zhong)的重(zhong)質油(you)(you)深(shen)度(du)(du)(du)熱裂(lie)化(hua)(hua)的過(guo)程(cheng)，也是處(chu)理渣油(you)(you)的手段之(zhi)一(yi)。與另一(yi)個重(zhong)油(you)(you)深(shen)度(du)(du)(du)加工(gong)裝(zhuang)置(zhi)-加氫裂(lie)化(hua)(hua)相比，延遲焦(jiao)(jiao)化(hua)(hua)盡管存在(zai)輕質油(you)(you)產品穩定性差的缺點，但裝(zhuang)置(zhi)投資少，操作費(fei)用低（加工(gong)費(fei)為加氫裂(lie)化(hua)(hua)操作費(fei)用的1/3～1/2），轉化(hua)(hua)深(shen)度(du)(du)(du)高。
原料(liao)：延遲焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)(hua)與催化(hua)(hua)裂化(hua)(hua)類(lei)似的(de)脫碳(tan)工藝(yi)(yi)以(yi)改(gai)變石油(you)(you)的(de)碳(tan)氫(qing)比(bi)，延遲焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)(hua)的(de)原料(liao)可以(yi)是(shi)重油(you)(you)、渣(zha)油(you)(you)甚(shen)至(zhi)是(shi)瀝青(qing)，對原料(liao)的(de)品質要(yao)求(qiu)比(bi)較低(di)。渣(zha)油(you)(you)主要(yao)的(de)轉化(hua)(hua)工藝(yi)(yi)是(shi)延遲焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)(hua)和加氫(qing)裂化(hua)(hua)。
產品(pin)(pin)：主要產品(pin)(pin)是蠟油、柴油、焦炭、粗汽油和部分氣體。
延遲焦(jiao)(jiao)化(hua)的生產過程(cheng)是：將重(zhong)質油(you)送到(dao)(dao)管式爐(lu)(lu)中加熱，并采用(yong)高的流速(su)(su)（在爐(lu)(lu)管中注水(shui)）及高的熱強度（爐(lu)(lu)出口溫度500℃），使油(you)品在加熱爐(lu)(lu)中短時間內達到(dao)(dao)焦(jiao)(jiao)化(hua)反(fan)應所需(xu)的溫度，但在反(fan)應爐(lu)(lu)管內不生焦(jiao)(jiao)，而(er)是迅速(su)(su)地進(jin)入焦(jiao)(jiao)炭塔，使焦(jiao)(jiao)化(hua)反(fan)應不在加熱爐(lu)(lu)中而(er)延遲到(dao)(dao)焦(jiao)(jiao)炭塔中進(jin)行，因此(ci)稱(cheng)為延遲焦(jiao)(jiao)化(hua)。
二、典型延遲焦化裝置的工藝(yi)及特點
延(yan)遲焦化裝(zhuang)置的生產(chan)工藝分為焦化和(he)除焦兩部分，焦化為連續操(cao)作(zuo)，除焦為間隙操(cao)作(zuo)。由于(yu)工業裝(zhuang)置一般設(she)有兩個(ge)或四個(ge)焦炭塔，所以整個(ge)生產(chan)過程仍為連續操(cao)作(zuo)。
①. 原(yuan)油預(yu)熱(re)，焦(jiao)化(hua)原(yuan)料（減壓(ya)渣油）先進入(ru)原(yuan)料緩沖罐，再用(yong)泵送入(ru)加熱(re)爐對流段升溫至340～350℃。
②. 經預熱(re)后的原油(you)進入分餾塔(ta)(ta)底(di)，與焦炭塔(ta)(ta)產(chan)出的油(you)氣在分餾塔(ta)(ta)內（塔(ta)(ta)底(di)溫度(du)不超過(guo)400℃）換熱(re)。
③. 原料(liao)油(you)和循環油(you)一起從分(fen)餾(liu)塔底(di)抽(chou)出，用熱油(you)泵打進加熱爐輻射段(duan)，加熱到焦化(hua)反應所需的溫(wen)度（500℃左右），再通過四通閥(fa)由下部(bu)進入(ru)焦炭塔，進行焦化(hua)反應。
④. 原料(liao)在(zai)焦(jiao)炭(tan)(tan)塔(ta)(ta)內反應生成焦(jiao)炭(tan)(tan)聚(ju)積在(zai)焦(jiao)炭(tan)(tan)塔(ta)(ta)內，油氣從焦(jiao)炭(tan)(tan)塔(ta)(ta)頂(ding)出來(lai)進入(ru)分餾塔(ta)(ta)，與原料(liao)油換熱后，經過分餾得到(dao)氣體(ti)、汽油、柴油和(he)蠟油。塔(ta)(ta)底循環(huan)油和(he)原料(liao)一起再進行焦(jiao)化(hua)反應。
延遲焦(jiao)化裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)核(he)心是重質(zhi)油的(de)(de)裂(lie)化結焦(jiao)反(fan)(fan)應(ying)，而裂(lie)化結焦(jiao)反(fan)(fan)應(ying)需要一定(ding)的(de)(de)時間，反(fan)(fan)應(ying)完成后還(huan)需要除焦(jiao)。因此(ci)，延遲焦(jiao)化生(sheng)產(chan)(chan)是半連(lian)續(xu)的(de)(de)過程(cheng)。為了實現整個裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)(de)連(lian)續(xu)生(sheng)產(chan)(chan)，實際的(de)(de)工(gong)業生(sheng)產(chan)(chan)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)均采用一爐(lu)兩塔(ta)（焦(jiao)炭塔(ta)）、兩爐(lu)四塔(ta)等工(gong)藝流程(cheng)，即通過加熱爐(lu)和(he)／或焦(jiao)炭塔(ta)的(de)(de)切換(huan)操(cao)作，實現裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)(de)連(lian)續(xu)操(cao)作。
圖2.7所示為典(dian)型的一(yi)爐(lu)兩(liang)塔延遲(chi)焦(jiao)化工藝流程示意(yi)圖，如圖2.8所示為典(dian)型的兩(liang)爐(lu)四塔延遲(chi)焦(jiao)化工藝流程示意(yi)圖。
一(yi)般情況下，延遲焦(jiao)化裝(zhuang)置分為三個工段，即原(yuan)料油預(yu)熱、焦(jiao)化反應、分餾和吸收穩定。核心工段為焦(jiao)化反應。
1. 原料(liao)油預熱系統
焦化原料（通常是減壓(ya)渣(zha)油）首先進入原料緩沖罐，再用(yong)泵加(jia)(jia)壓(ya)，送入加(jia)(jia)熱(re)爐(lu)對流段加(jia)(jia)熱(re)。加(jia)(jia)熱(re)后的(de)原料油進入分(fen)餾塔(ta)底(di)，與焦炭(tan)塔(ta)產出的(de)油氣在分(fen)餾塔(ta)內換熱(re)。把原料中的(de)輕質油蒸出來，同時又加(jia)(jia)熱(re)了原料。
2. 焦(jiao)化反應系(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
焦炭塔塔頂出來的(de)(de)高(gao)溫油(you)氣(qi)被送至(zhi)(zhi)分(fen)(fen)餾(liu)塔下部，在塔內(nei)進(jin)行(xing)(xing)傳(chuan)質(zhi)、傳(chuan)熱(re)，并(bing)進(jin)行(xing)(xing)餾(liu)分(fen)(fen)切(qie)割，分(fen)(fen)別獲得(de)(de)氣(qi)體、汽油(you)、柴油(you)和(he)蠟油(you)。塔頂獲得(de)(de)的(de)(de)輕質(zhi)烴類（包括油(you)氣(qi)和(he)汽油(you)）送至(zhi)(zhi)吸收穩定部分(fen)(fen)進(jin)行(xing)(xing)分(fen)(fen)離得(de)(de)到干氣(qi)及(ji)液化(hua)氣(qi)，并(bing)使汽油(you)的(de)(de)蒸氣(qi)壓(ya)合(he)格(ge)，必要時先送至(zhi)(zhi)脫硫(liu)工藝進(jin)行(xing)(xing)脫硫(liu)。側(ce)線產出的(de)(de)柴油(you)經加氫精制后(hou)成為(wei)產品燃料油(you)，蠟油(you)可作為(wei)催化(hua)裂化(hua)原(yuan)料或(huo)燃料油(you)。塔底循環(huan)油(you)和(he)原(yuan)料進(jin)行(xing)(xing)摻(chan)混(hun)并(bing)一起作為(wei)焦化(hua)反應的(de)(de)原(yuan)料。
4. 吸(xi)收穩定部分
分餾塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂產出的輕(qing)質烴類（包括(kuo)油氣和(he)汽(qi)油）在吸收(shou)穩定部分分別(bie)進(jin)行(xing)干氣分離、汽(qi)油精制等(deng)，過程類似于催化(hua)裂化(hua)裝置的吸收(shou)穩定系統(tong)，這里(li)不再重復。
三、介質特點
延遲焦(jiao)(jiao)化(hua)(hua)(hua)裝(zhuang)置使用(yong)的(de)(de)原(yuan)料(liao)為重質油(you)(you)(you)，容易結(jie)焦(jiao)(jiao)，但希(xi)(xi)望在(zai)焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔中(zhong)結(jie)焦(jiao)(jiao)，而不希(xi)(xi)望在(zai)加(jia)熱(re)爐、轉油(you)(you)(you)線、焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔餾出(chu)線和(he)分(fen)餾塔底等(deng)處結(jie)焦(jiao)(jiao)。可以(yi)在(zai)原(yuan)料(liao)油(you)(you)(you)進(jin)加(jia)熱(re)爐輻射管之前，注入(ru)蒸汽(qi)(qi)或軟(ruan)化(hua)(hua)(hua)水(shui)，以(yi)加(jia)大原(yuan)料(liao)油(you)(you)(you)在(zai)爐管中(zhong)的(de)(de)流速，在(zai)分(fen)餾塔底設循環油(you)(you)(you)泵，并(bing)在(zai)泵入(ru)口加(jia)過(guo)濾器，濾掉焦(jiao)(jiao)炭(tan)塔油(you)(you)(you)氣帶來的(de)(de)粉焦(jiao)(jiao)。在(zai)運轉中(zhong)分(fen)餾塔有時也會出(chu)現結(jie)焦(jiao)(jiao)現象(xiang)，為此需控制塔底溫度，并(bing)采用(yong)塔底油(you)(you)(you)循環過(guo)濾的(de)(de)方法濾去焦(jiao)(jiao)粉和(he)加(jia)強(qiang)液體(ti)的(de)(de)流動來加(jia)以(yi)防止(zhi)。延遲焦(jiao)(jiao)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程的(de)(de)產品(pin)包括汽(qi)(qi)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(si)、延遲焦化(hua)裝置(zhi)的配(pei)管設計
主要是對加(jia)熱爐、塔(ta)、換(huan)熱器、罐(guan)、泵等(deng)設(she)備(bei)的配管設(she)計。主要設(she)備(bei)如下。
①. 焦炭塔
焦(jiao)炭塔是用厚鍋(guo)爐鋼板制成的空筒，是進行焦(jiao)化反應的場所(suo)。
②. 水力除焦設備
焦(jiao)(jiao)炭塔是輪(lun)換使用的，即當一個塔內焦(jiao)(jiao)炭聚集到一定高度時，通過四通閥將原料(liao)切換到另(ling)一個焦(jiao)(jiao)炭塔。聚結焦(jiao)(jiao)炭的焦(jiao)(jiao)炭塔先用蒸汽(qi)冷卻，然后進行(xing)水力除焦(jiao)(jiao)。
③. 無(wu)焰燃燒爐
焦(jiao)化(hua)加(jia)熱爐是本(ben)裝(zhuang)置的(de)(de)(de)核心(xin)設備，其作用(yong)是將(jiang)爐內迅(xun)速(su)流(liu)動的(de)(de)(de)渣(zha)油加(jia)熱至500℃左右的(de)(de)(de)高(gao)溫。因此，要(yao)求(qiu)爐內有較高(gao)的(de)(de)(de)傳熱速(su)率(lv)以(yi)保證在短時(shi)間內給油提供足(zu)夠的(de)(de)(de)熱量，同時(shi)要(yao)求(qiu)提供均(jun)勻的(de)(de)(de)熱場(chang)，防(fang)止局部過熱引起爐管結焦(jiao)。為此，延遲焦(jiao)化(hua)通常(chang)采(cai)用(yong)無焰爐。
