一、裝(zhuang)置簡介(jie)
延遲(chi)焦(jiao)(jiao)化是(shi)以貧氫(qing)的(de)(de)重質(zhi)油(you)(you)(you)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)(liao)，在高(gao)(gao)溫（約500℃）條件(jian)下進行深(shen)度的(de)(de)熱(re)裂(lie)化和(he)縮合(he)(he)反應，將重質(zhi)油(you)(you)(you)餾分進行裂(lie)解和(he)聚合(he)(he)，生(sheng)產(chan)(chan)富氣(qi)、粗汽油(you)(you)(you)、柴油(you)(you)(you)、蠟油(you)(you)(you)和(he)焦(jiao)(jiao)炭的(de)(de)技(ji)術(shu)。它又是(shi)唯一能生(sheng)產(chan)(chan)石(shi)油(you)(you)(you)焦(jiao)(jiao)的(de)(de)工藝過(guo)程。焦(jiao)(jiao)化裝置獲(huo)得的(de)(de)焦(jiao)(jiao)化氣(qi)體經(jing)脫(tuo)硫處(chu)理后(hou)可作為(wei)(wei)制(zhi)氫(qing)原(yuan)料(liao)(liao)或送燃料(liao)(liao)管網(wang)做燃料(liao)(liao)使用。焦(jiao)(jiao)化汽油(you)(you)(you)和(he)焦(jiao)(jiao)化柴油(you)(you)(you)是(shi)延遲(chi)焦(jiao)(jiao)化的(de)(de)主要產(chan)(chan)品(pin)，但其質(zhi)量較(jiao)差，烯烴含量高(gao)(gao)，硫、氮、氧等雜質(zhi)含量高(gao)(gao)，穩定性差，只(zhi)能作為(wei)(wei)半成(cheng)品(pin)或中(zhong)間產(chan)(chan)品(pin)。
焦化(hua)(hua)是以貧氫重(zhong)質殘(can)油（如減壓渣(zha)(zha)油、裂化(hua)(hua)渣(zha)(zha)油以及瀝青等）為(wei)原料，在高溫（400～500℃）下進(jin)行深度(du)熱裂化(hua)(hua)反(fan)應(ying)。通過(guo)裂解反(fan)應(ying)，使渣(zha)(zha)油的一部(bu)(bu)分(fen)(fen)轉化(hua)(hua)為(wei)氣體(ti)烴(jing)和輕質油品；由于(yu)縮合反(fan)應(ying)，使渣(zha)(zha)油的另(ling)一部(bu)(bu)分(fen)(fen)轉化(hua)(hua)為(wei)焦炭。一方面(mian)(mian)由于(yu)原料重(zhong)，含(han)相當數量的芳烴(jing)，另(ling)一方面(mian)(mian)焦化(hua)(hua)的反(fan)應(ying)條件更加苛刻，因此縮合反(fan)應(ying)占很大(da)比重(zhong)，生成(cheng)焦炭多(duo)。
焦化(hua)過程實(shi)質(zhi)上是將原油中(zhong)的(de)重質(zhi)油深度熱裂化(hua)的(de)過程，也(ye)是處理渣油的(de)手段之一。與另一個重油深度加工裝(zhuang)(zhuang)置-加氫裂化(hua)相(xiang)比，延遲焦化(hua)盡(jin)管存在輕(qing)質(zhi)油產品穩定性(xing)差(cha)的(de)缺點，但裝(zhuang)(zhuang)置投資少，操作費(fei)用(yong)低（加工費(fei)為加氫裂化(hua)操作費(fei)用(yong)的(de)1/3～1/2），轉(zhuan)化(hua)深度高。
原(yuan)料(liao)(liao)：延遲焦化(hua)與催化(hua)裂(lie)化(hua)類似的脫(tuo)碳工(gong)藝以(yi)改變石油的碳氫(qing)比，延遲焦化(hua)的原(yuan)料(liao)(liao)可以(yi)是(shi)重油、渣油甚至(zhi)是(shi)瀝青(qing)，對原(yuan)料(liao)(liao)的品質要求(qiu)比較低。渣油主要的轉(zhuan)化(hua)工(gong)藝是(shi)延遲焦化(hua)和加氫(qing)裂(lie)化(hua)。
產(chan)品：主要產(chan)品是蠟(la)油、柴油、焦(jiao)炭、粗汽油和部分氣體。
延(yan)(yan)遲(chi)焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)的生產過(guo)程是：將重質(zhi)油(you)送到管式爐(lu)(lu)(lu)中加熱(re)，并采用高(gao)的流速(su)（在(zai)(zai)爐(lu)(lu)(lu)管中注水）及(ji)高(gao)的熱(re)強度（爐(lu)(lu)(lu)出口溫度500℃），使油(you)品在(zai)(zai)加熱(re)爐(lu)(lu)(lu)中短時(shi)間(jian)內達到焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)反(fan)應所(suo)需的溫度，但(dan)在(zai)(zai)反(fan)應爐(lu)(lu)(lu)管內不(bu)生焦(jiao)(jiao)(jiao)，而是迅速(su)地進入焦(jiao)(jiao)(jiao)炭塔，使焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)反(fan)應不(bu)在(zai)(zai)加熱(re)爐(lu)(lu)(lu)中而延(yan)(yan)遲(chi)到焦(jiao)(jiao)(jiao)炭塔中進行，因此稱為延(yan)(yan)遲(chi)焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)。
二、典型延遲焦化(hua)裝(zhuang)置的(de)工藝及特點
延遲(chi)焦(jiao)化裝置的生產(chan)工藝分為(wei)焦(jiao)化和除(chu)焦(jiao)兩部分，焦(jiao)化為(wei)連續操(cao)(cao)作(zuo)，除(chu)焦(jiao)為(wei)間隙(xi)操(cao)(cao)作(zuo)。由于工業裝置一般設有兩個或四個焦(jiao)炭塔(ta)，所以整個生產(chan)過程仍為(wei)連續操(cao)(cao)作(zuo)。
①. 原(yuan)油(you)預熱，焦(jiao)化(hua)原(yuan)料（減壓渣(zha)油(you)）先進入原(yuan)料緩沖罐，再(zai)用泵送入加熱爐對流段(duan)升溫至(zhi)340～350℃。
②. 經預熱后的(de)原油(you)進入分餾塔底，與焦炭塔產出的(de)油(you)氣在分餾塔內（塔底溫(wen)度不超過400℃）換熱。
③. 原料(liao)油(you)和循環油(you)一起(qi)從分餾(liu)塔底抽出(chu)，用(yong)熱(re)油(you)泵打進(jin)加熱(re)爐(lu)輻射段，加熱(re)到焦化反應所需(xu)的溫度（500℃左(zuo)右），再(zai)通過四通閥(fa)由下部進(jin)入焦炭塔，進(jin)行焦化反應。
④. 原(yuan)料(liao)在(zai)(zai)焦炭塔(ta)(ta)內反應(ying)生成焦炭聚積在(zai)(zai)焦炭塔(ta)(ta)內，油(you)(you)(you)(you)氣(qi)從(cong)焦炭塔(ta)(ta)頂(ding)出(chu)來進入分餾塔(ta)(ta)，與原(yuan)料(liao)油(you)(you)(you)(you)換熱后，經過分餾得到(dao)氣(qi)體、汽油(you)(you)(you)(you)、柴(chai)油(you)(you)(you)(you)和(he)蠟(la)油(you)(you)(you)(you)。塔(ta)(ta)底循(xun)環油(you)(you)(you)(you)和(he)原(yuan)料(liao)一(yi)起再(zai)進行焦化反應(ying)。
延遲(chi)焦(jiao)(jiao)化(hua)裝(zhuang)置的(de)生(sheng)產核心(xin)是(shi)重(zhong)質油的(de)裂(lie)化(hua)結焦(jiao)(jiao)反應(ying)，而裂(lie)化(hua)結焦(jiao)(jiao)反應(ying)需要(yao)一定的(de)時間，反應(ying)完成后還需要(yao)除(chu)焦(jiao)(jiao)。因此，延遲(chi)焦(jiao)(jiao)化(hua)生(sheng)產是(shi)半連(lian)續(xu)的(de)過(guo)程。為了實現整個裝(zhuang)置的(de)連(lian)續(xu)生(sheng)產，實際(ji)的(de)工(gong)業生(sheng)產裝(zhuang)置均(jun)采用一爐(lu)兩塔(ta)（焦(jiao)(jiao)炭塔(ta)）、兩爐(lu)四塔(ta)等(deng)工(gong)藝流程，即(ji)通過(guo)加熱爐(lu)和／或(huo)焦(jiao)(jiao)炭塔(ta)的(de)切換(huan)操(cao)作，實現裝(zhuang)置的(de)連(lian)續(xu)操(cao)作。
圖(tu)(tu)(tu)2.7所(suo)(suo)示(shi)為(wei)典型的一爐兩塔(ta)延(yan)遲焦化工藝(yi)流(liu)程示(shi)意圖(tu)(tu)(tu)，如圖(tu)(tu)(tu)2.8所(suo)(suo)示(shi)為(wei)典型的兩爐四塔(ta)延(yan)遲焦化工藝(yi)流(liu)程示(shi)意圖(tu)(tu)(tu)。
一般情況(kuang)下，延(yan)遲焦(jiao)化裝置(zhi)分為三(san)個工段，即原料油預熱、焦(jiao)化反(fan)應、分餾和(he)吸(xi)收穩(wen)定。核心(xin)工段為焦(jiao)化反(fan)應。
1. 原料油(you)預(yu)熱系統
焦(jiao)化原(yuan)料(liao)(liao)（通常(chang)是減壓渣油(you)）首先進入(ru)原(yuan)料(liao)(liao)緩沖罐，再用泵加(jia)(jia)(jia)壓，送入(ru)加(jia)(jia)(jia)熱(re)爐對流段加(jia)(jia)(jia)熱(re)。加(jia)(jia)(jia)熱(re)后的(de)原(yuan)料(liao)(liao)油(you)進入(ru)分(fen)餾塔底(di)，與焦(jiao)炭塔產出(chu)的(de)油(you)氣在分(fen)餾塔內換熱(re)。把原(yuan)料(liao)(liao)中(zhong)的(de)輕質油(you)蒸出(chu)來，同時又加(jia)(jia)(jia)熱(re)了原(yuan)料(liao)(liao)。
2. 焦化反(fan)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(fen)餾系統
焦炭塔塔頂(ding)出來的(de)高溫油(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)被送至分餾(liu)塔下部，在塔內進(jin)行(xing)傳質、傳熱，并進(jin)行(xing)餾(liu)分切割，分別獲得氣(qi)(qi)(qi)(qi)體、汽油(you)(you)、柴(chai)油(you)(you)和蠟油(you)(you)。塔頂(ding)獲得的(de)輕質烴類（包括油(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)和汽油(you)(you)）送至吸(xi)收穩定部分進(jin)行(xing)分離得到(dao)干氣(qi)(qi)(qi)(qi)及液化氣(qi)(qi)(qi)(qi)，并使汽油(you)(you)的(de)蒸氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓合格(ge)，必(bi)要時(shi)先送至脫硫(liu)工藝(yi)進(jin)行(xing)脫硫(liu)。側線產出的(de)柴(chai)油(you)(you)經(jing)加氫精制(zhi)后(hou)成為產品燃料(liao)(liao)油(you)(you)，蠟油(you)(you)可作為催化裂(lie)化原料(liao)(liao)或燃料(liao)(liao)油(you)(you)。塔底(di)循環油(you)(you)和原料(liao)(liao)進(jin)行(xing)摻(chan)混并一起作為焦化反應的(de)原料(liao)(liao)。
4. 吸收(shou)穩定部分
分餾(liu)塔塔頂產出(chu)的輕(qing)質烴類(lei)(lei)（包(bao)括油(you)氣(qi)和(he)汽油(you)）在吸(xi)收穩定部分分別進行干(gan)氣(qi)分離、汽油(you)精制(zhi)等，過(guo)程類(lei)(lei)似(si)于(yu)催化裂化裝置的吸(xi)收穩定系統，這里不再重復(fu)。
三(san)、介質特點
延遲焦(jiao)(jiao)化裝置使用的(de)(de)原(yuan)料為重(zhong)質油，容(rong)易(yi)結(jie)焦(jiao)(jiao)，但希(xi)望在(zai)(zai)(zai)焦(jiao)(jiao)炭塔中(zhong)結(jie)焦(jiao)(jiao)，而(er)不希(xi)望在(zai)(zai)(zai)加(jia)熱爐、轉油線(xian)、焦(jiao)(jiao)炭塔餾(liu)出(chu)線(xian)和(he)分餾(liu)塔底(di)等(deng)處結(jie)焦(jiao)(jiao)。可以在(zai)(zai)(zai)原(yuan)料油進加(jia)熱爐輻射管之前，注入(ru)蒸汽(qi)或軟化水，以加(jia)大原(yuan)料油在(zai)(zai)(zai)爐管中(zhong)的(de)(de)流速，在(zai)(zai)(zai)分餾(liu)塔底(di)設循(xun)(xun)環(huan)油泵，并(bing)在(zai)(zai)(zai)泵入(ru)口(kou)加(jia)過(guo)(guo)濾(lv)器，濾(lv)掉(diao)焦(jiao)(jiao)炭塔油氣帶來的(de)(de)粉(fen)焦(jiao)(jiao)。在(zai)(zai)(zai)運(yun)轉中(zhong)分餾(liu)塔有時也會(hui)出(chu)現(xian)結(jie)焦(jiao)(jiao)現(xian)象，為此需控制塔底(di)溫度，并(bing)采用塔底(di)油循(xun)(xun)環(huan)過(guo)(guo)濾(lv)的(de)(de)方法濾(lv)去(qu)焦(jiao)(jiao)粉(fen)和(he)加(jia)強液(ye)體(ti)的(de)(de)流動(dong)來加(jia)以防止。延遲焦(jiao)(jiao)化過(guo)(guo)程的(de)(de)產(chan)品包括汽(qi)油、柴油、蠟油和(he)石油焦(jiao)(jiao)等(deng)。
四、延遲焦(jiao)化裝(zhuang)置(zhi)的配管設計
主要是對加熱爐、塔、換熱器、罐(guan)、泵等設備的配(pei)管設計(ji)。主要設備如(ru)下。
①. 焦炭塔
焦炭塔是用厚鍋爐鋼(gang)板制成的空筒，是進行焦化反應的場所。
②. 水力除焦(jiao)設備
焦(jiao)炭(tan)(tan)塔(ta)是(shi)輪(lun)換(huan)使用的，即當一個塔(ta)內焦(jiao)炭(tan)(tan)聚集(ji)到(dao)一定(ding)高度時，通過四通閥將(jiang)原料切換(huan)到(dao)另一個焦(jiao)炭(tan)(tan)塔(ta)。聚結(jie)焦(jiao)炭(tan)(tan)的焦(jiao)炭(tan)(tan)塔(ta)先用蒸(zheng)汽冷卻(que)，然后進行水力除焦(jiao)。
③. 無(wu)焰燃(ran)燒爐
焦(jiao)化(hua)加(jia)熱(re)(re)爐(lu)是本(ben)裝置的(de)(de)核(he)心設備，其作用(yong)是將爐(lu)內迅速(su)流動的(de)(de)渣油加(jia)熱(re)(re)至(zhi)500℃左右(you)的(de)(de)高溫。因此，要求爐(lu)內有(you)較高的(de)(de)傳熱(re)(re)速(su)率以(yi)保證在(zai)短時間內給油提(ti)供足夠的(de)(de)熱(re)(re)量，同時要求提(ti)供均(jun)勻的(de)(de)熱(re)(re)場，防(fang)止局部(bu)過熱(re)(re)引起(qi)爐(lu)管結焦(jiao)。為此，延遲(chi)焦(jiao)化(hua)通常采用(yong)無焰爐(lu)。
