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延遲焦化

delayed coking 一種熱裂化工藝。其主要目的是將高殘?zhí)嫉臍堄娃D(zhuǎn)化為輕質(zhì)油。所用裝置可進(jìn)行循環(huán)操作，即將重油的焦化餾出油中較重的餾分作為循環(huán)油，且在裝置中停留時(shí)間較長(zhǎng)。

一、技術(shù)簡(jiǎn)介

延遲焦化是一種石油二次加工技術(shù)，是指以貧氫的重質(zhì)油為原料，在高溫(約500℃)進(jìn)行深度的熱裂化和縮合反應(yīng)，生產(chǎn)富氣、粗汽油、柴油、蠟油和焦炭的技術(shù)。它是世界渣油深度加工的主要方法之一,處理能力占渣油處理能力的三分之一。

所謂延遲是指將焦化油(原料油和循環(huán)油)經(jīng)過加熱爐加熱迅速升溫至焦化反應(yīng)溫度，在反應(yīng)爐管內(nèi)不生焦，而進(jìn)入焦炭塔再進(jìn)行焦化反應(yīng)，故有延遲作用，稱為延遲焦化技術(shù)。一般都是一爐(加熱爐)二塔(焦化塔)或二爐四塔，加熱爐連續(xù)進(jìn)料，焦化塔輪換操作，是一種半連續(xù)工藝過程。原料油(減壓渣油或其他重質(zhì)油如脫油瀝青、澄清油甚至污油)經(jīng)加熱到495~505℃進(jìn)入焦炭塔，熱原料油在焦炭塔內(nèi)進(jìn)行焦化反應(yīng)，生成的輕質(zhì)產(chǎn)物從頂部出來進(jìn)入分餾塔，分餾出富氣、粗汽油、柴油和重餾分油。重餾分油可以送去進(jìn)一步加工(如作催化裂化、加氫裂化原料)也可以全部或部分循環(huán)回原料油系統(tǒng)。待焦炭陸續(xù)裝滿(留一定的空間)后，原料改進(jìn)入另一焦炭塔，殘留在焦炭塔中的焦炭以水力除焦卸出。焦炭塔恢復(fù)空塔后再進(jìn)熱原料。該過程焦炭的收率一般隨原料油康氏殘?zhí)?CCR)的改變而變化，富氣產(chǎn)量一般10%(質(zhì)量)左右(氣體產(chǎn)率%=7.8+0.144×CCR)，其余因循環(huán)比不同而異，但柴/汽比大于1。

延遲焦化原料可以是重油、渣油、甚至是瀝青。延遲焦化產(chǎn)物分為氣體、汽油、柴油、蠟油和焦炭。對(duì)于國(guó)產(chǎn)渣油，其氣體收率為7.0~10%，粗汽油收率為8.2~16.0%，柴油收率為22.0~28.66%，蠟油收率為23.0~33.0%，焦炭收率為15.0~24.6%，外甩油為1~3.0%。焦化汽油和焦化柴油是延遲焦化的主要產(chǎn)品，但其質(zhì)量較差。焦化汽油的辛烷值很低，一般為51~64(MON)，柴油的十六烷值較高，一般為50~58。但兩種油品的烯烴含量高，硫、氮、氧等雜質(zhì)含量高，安定性差，只能作半成品或中間產(chǎn)品，經(jīng)過精制處理后，才能作為汽油和柴油的調(diào)和組分。焦化蠟油由于硫、氮化合物、膠質(zhì)、殘?zhí)康群扛?，是二次加工的劣質(zhì)蠟油，截至2014年通常摻煉到催化或加氫裂化作為原料。石油焦是延遲焦化過程的重要產(chǎn)品之一，根據(jù)質(zhì)量不同可用做電極、冶金及燃料等。焦化氣體經(jīng)脫硫處理后可作為制氫原料或送燃料管網(wǎng)做燃料使用。

二、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

延遲焦化可處理殘?zhí)己徒饘俸亢芨叩牧淤|(zhì)原料，提高輕質(zhì)油的收率和脫碳效率;有操作連續(xù)化、處理量大、靈活性強(qiáng)、脫碳效率高、投資和操作費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。

缺點(diǎn)是低價(jià)值產(chǎn)品焦炭產(chǎn)率高，液體產(chǎn)品性質(zhì)差。

三、延遲焦化工藝

延遲焦化與熱裂化相似，只是在短時(shí)間內(nèi)加熱到焦化反應(yīng)所需溫度，控制原料在爐管中基本上不發(fā)生裂化反應(yīng)，而延緩到專設(shè)的焦炭塔中進(jìn)行裂化反應(yīng)，"延遲焦化"也正是因此得名。延遲焦化裝置主要由8個(gè)部分組成:

1、焦化部分

主要設(shè)備是加熱爐和焦炭塔。有一爐兩塔、兩爐四塔，也有與其它裝置直接聯(lián)合的。

2、分餾部分

主要設(shè)備是分餾塔，在延遲焦化中一般需添加消泡劑/抑焦劑/液收增加劑等化學(xué)品。

3、焦化氣體回收和脫硫

主要設(shè)備是吸收塔、解吸塔、穩(wěn)定塔、再吸收塔等。

4、水力除焦部分

考慮到重殘油的碳?xì)浔雀?，非常容易結(jié)焦的這一特點(diǎn)，將原料油快速加熱到比較高的溫度(480~500℃)，使重殘油在管式加熱爐中，來不及發(fā)生反應(yīng)就被送到一個(gè)中空的容器(稱焦炭塔)，讓加熱的油品在其中進(jìn)行裂化縮合反應(yīng)，加熱和焦化不同時(shí)發(fā)生，故稱為延遲焦化。焦炭塔內(nèi)裂解反應(yīng)生成的415℃高溫油氣自焦炭塔頂逸出進(jìn)入主分餾塔下段進(jìn)料段，經(jīng)過洗滌板(人字擋板)洗滌所攜帶的焦炭顆粒后，從蒸發(fā)段上升進(jìn)入蠟油集油箱以上蒸餾分離，分餾出富氣、汽油、柴油和輕重蠟油餾分，而焦炭塔內(nèi)縮合反應(yīng)所生成焦炭留在焦炭塔內(nèi)，當(dāng)焦炭塔中結(jié)焦達(dá)一定程度后，就切換到另一個(gè)焦炭塔中繼續(xù)焦化成焦，原先的焦炭塔則進(jìn)行清焦作業(yè)。通常一個(gè)焦化裝置中常常要用2~4個(gè)焦炭塔。清焦采用水力除焦法，先在焦層中央用鉆機(jī)打一個(gè)洞，從頂部一直打到底，然后自下而上通入壓力為12~30MPa的高壓水，利用水的沖擊力，把焦炭打下來，并由底部排出。

由高壓水泵輸送的高壓水，經(jīng)上水線，水龍帶，鉆桿到水力切焦器噴嘴，由切焦器噴嘴噴出的高壓水，形成高壓射流，利用高壓射流強(qiáng)大的沖擊力，將石油焦切割下來。鉆桿不斷地升降和轉(zhuǎn)動(dòng)，直到把焦除完為止。

5、水力除焦主要設(shè)備

(高壓水泵)、(除焦控制閥)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、氣動(dòng)閥、絞車及滑輪組、 (新型除焦膠管)、(水渦輪減速器)、(自動(dòng)切換聯(lián)合鉆孔切焦器)、(塔頂蓋自動(dòng)裝卸機(jī))、(塔底蓋裝卸機(jī))、(電梯)、(鉆桿組件)和(抓斗起重機(jī))。

6、焦炭的脫水和儲(chǔ)運(yùn)

焦炭的脫水和儲(chǔ)運(yùn)。

7、吹氣放空系統(tǒng)

吹氣放空系統(tǒng)。

8、蒸汽發(fā)生部分

發(fā)生蒸汽的熱源一般采用分餾塔側(cè)線柴油、重蠟油、塔底循環(huán)油。

9、焦炭焙燒部分

焦炭焙燒部分。國(guó)內(nèi)選定爐出口溫度為495~500℃，焦炭塔頂壓力為0.15~0.2 Mpa。

四、發(fā)展迅速

正是由于延遲焦化的上述優(yōu)點(diǎn)，使得延遲焦化在中國(guó)得到了迅速的發(fā)展，這主要是因?yàn)?⑴延遲焦化是解決柴汽比供需矛盾的有效手段。這是由于中國(guó)原油普遍偏重，且含蠟量高，柴油的收率低，國(guó)內(nèi)原油的柴油餾分收率比國(guó)外原油平均低5~7百分點(diǎn)。因此至今2014年中國(guó)每年大約進(jìn)口80×10t柴油，同時(shí)不得不出口30×10t汽油，以求國(guó)內(nèi)供需平衡。其次是由于中國(guó)煉油企業(yè)二次加工均以催化裂化為主，柴汽比低(延遲焦化為1.94，催化裂化為0.56)，因此發(fā)展延遲焦化是解決柴汽比供需矛盾，增產(chǎn)柴油的有效辦法。⑵延遲焦化與加氫裂化相比，延遲焦化盡管存在輕質(zhì)油產(chǎn)品安定性差、操作費(fèi)用低(加工費(fèi)約為加氫裂化操作費(fèi)用的1/2~1/3)，使其具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

由于延遲焦化具有投資少，操作費(fèi)用低，轉(zhuǎn)化深度高等優(yōu)點(diǎn)，延遲焦化已發(fā)展成為渣油輕質(zhì)化最主要的加工方法之一。因此，截至2014年中國(guó)資金緊張，輕油產(chǎn)品尤其是柴汽比供需矛盾突出的情況下，延遲焦化是解決這一矛盾的較理想的手段之一。

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