【精品课件】延迟焦化装置

➢ 为了解决这个矛盾，在流程设计上就要考虑采取 措施。如：
在原料油进加热炉辐射管之前，注入蒸汽或 软化水，以加大原料油在炉管中的流速；
在分馏塔底设循环油泵，并在泵入口加过滤 器，滤掉焦炭塔油气带来的粉焦。
流程框图
进料 Fresh feed
主分馏塔 Main fractionator
焦炭塔 coke tower
➢ 延迟焦化装置所产气体、汽油，分别用气体压缩 机和泵送入吸收稳定部分进行分离得到干气及液 化气，并使汽油的蒸汽压合格；柴油需要加氢精 制；蜡油可作为催化裂化原料或燃料油。
➢ 延迟焦化装置的主要矛盾在于：使用的原料为重 质油，容易结焦，但希望它在焦炭塔中结焦，而 不希望它在加热炉、转油线、焦炭塔馏出线和分 馏塔底等处结焦。这个矛盾解决了，就可以操作 平稳，延长开工周期。
➢ 3.原料油和循环油一起从分馏塔底抽出，用热油泵打进加 热炉辐射段，加热到焦化反应所需的温度（500 ℃ 左 右），再通过四通阀由下部进入焦炭塔，进行焦化反应。
➢ 为防止油在炉管内反应结焦，需向炉管内注水，以加大管 内流速（一般为2m/s以上），缩短油在管内的停留时间， 注水量约为原料油的2%左右。
正由于焦化装置能处理炼厂各种残渣物料被称之为炼 厂的“垃圾桶”，同时也是目前炼厂实现渣油零排放的重 要装置。
延迟焦化装置的作用：将重质油馏分经裂解，聚 合，生成油气、轻质油，中间馏分油和焦炭。
工作原理：由于重质油在管式炉中加热，采用高 的流速(在炉管中注水)及高的热强度(炉出口温度 500℃)，使油品在加热炉中短时间内达到焦化反 应所需的温度，然后迅速进入焦炭塔，使焦化反 应不在加热炉中而延迟到焦炭塔中去进行，因此， 称之为延迟焦化。
延迟焦化约生产70%的液体产品，其中：
➢ 汽油10%~20%；
➢ 柴油25%~35%；
➢ 裂化原料（蜡油）25%~35%；
➢ 石油气6%~8%；
思考：焦炭是否是由碳 元素形成的单质？
➢ 焦炭（也称石油焦）15%~20%。
焦化所得的气体烃和液体油品中含较多的烯 烃，安定性较差，故往往作为其他装置的原料或 经加氢精制等处理后成为产品。
➢ 延迟焦化应用最广泛，是炼油厂提高轻质 油将继续发挥重要作用。
延迟焦化是一个成熟的减压渣油加工工艺，多年来一 直作为一种重油深加工手段。近年来随着原油性质变差 (指含硫量增加)、重质燃料油消费的减少和轻质油品需求 的增加，焦化能力增加的趋势很快。
延迟焦化装置目前已能处理包括直馏(减粘、加氢裂化) 渣油、裂解焦油和循环油、焦油砂、沥青、脱沥青焦油、 澄清油、以及煤的衍生物、催化裂化油浆、炼厂污油(泥) 等60余种原料。处理原料油的康氏残炭为3．8％~45％或 以上，比重指数为2.20。
第四章 延迟焦化装置
第一节 概述
焦炭化(简称焦化)是深度热裂化过程，也 是处理渣油的手段之一。它又是唯一能生产石 油焦的工艺过程，是任何其他过程所无法代替 的。尤其是某些行业对优质石油焦的特殊需求， 致使焦化过程在炼油工业中一直占据着重要地 位。
焦化是以贫氢重质残油(如减压渣油、裂化渣油 以及沥青等)为原料，在高温(400~500℃)下进 行深度热裂化反应。
➢ 进入焦炭塔的高压渣油，需在塔内停留足够时间，以便进 行充分反应。
➢ 4.原料在焦炭塔内反应生成焦炭聚积在焦炭塔内， 油气从焦炭塔顶出来进入分馏塔，与原料油换热 后，经过分馏得到气体、汽油、柴油和蜡油。塔 底循环油和原料一起再进行焦化反应。
➢ 焦化生成的焦炭留在焦炭塔内，通过水力除焦从 塔内排出。
➢ 焦炭塔是两台一组。 ➢ 每套延迟焦化装置中有的是一组(两台)，有的是
两组(四台)焦炭塔。 ➢ 两组塔既可单独操作，又可并联操作，在每组塔
中，一台塔在反应生焦时，另一台则处于除焦阶 段。即当一台塔内焦炭积聚到一定高度时（一般 为塔高的2/3左右高度时）进行切换，切换后通入 蒸气除去轻质烃类并注水冷却，然后除焦。 ➢ 每台塔的切换周期一般为48小时，其中结焦24小 时，除焦及其它辅助操作24小时。
二、工艺流程
延迟焦化装置的生产工艺分为焦化和除焦两 部分，焦化为连续操作，除焦为间隙操作。由于 工业装置一般设有两个或四个焦炭塔，所以整个 生产过程仍为连续操作。
延迟焦化装置的工艺流程有不同的类型，就 生产规模而言，有一炉两塔（焦炭塔）流程、两 炉四塔流程等。
500℃左右
340~350℃
➢1.原油预热阶段：焦化原料(减压渣油)先进入原料缓冲罐， 再用泵送入加热炉对流段升温至340~350 ℃ 左右。 ➢2.经预热后的原油进入分馏塔底，与焦炭塔产出的油气在分 馏塔内（塔底温度不超过400℃）换热。 ➢作用：一方面把原料中的轻质油蒸出来，同时又加热了原料 （至390~395 ℃ 左右）。
各种烃类在焦化过程中的反应是不相同的。 烷烃在400~600℃下易裂解为小分子的烷烃 与烯烃。环烷烃可裂解成烯烃或脱氢转化为芳烃。 裂解反应示例如下： ➢ 1.断链
➢2.裂环
➢ 3.脱氢
缩合反应示例如下：
芳香烃不易裂解，而易发生缩合反应，成为大 分子的多环或稠环烃，并可与烯烃缩合生成石油焦。 石油焦的组成和普通焦炭相似，所以也叫焦炭。
焦碳coke
气体 gas
粗汽油 raw gasoline
第二节 工艺流程
一、焦化反应化学原理
焦化原料油所含烃类的分子很大，并有相当 数量的芳烃。
➢ 1.裂解反应：在高温(400~550℃)条件下，大分 子烃类裂解生成小分子烃类，使渣油转化为气体 烃和轻质油品；
➢ 2.缩合反应：烃类又发生缩合反应，使渣油转化 成焦炭。
➢ 缩合反应：是指小分子烃类相互作用生成较大分 子的化合物，同时还生成其它小分子的化合物。
通过裂解反应，使渣油的一部分转化为气体烃 和轻质油品；由于缩合反应，使渣油的另一部 分转化为焦炭。
一方面由于原料重，含相当数量的芳烃，另一 方面焦化的反应条件更加苛刻，因此缩合反应 占很大比重，生成焦炭多。
➢ 炼油工业中曾经用过的焦化方法主要是釜 式焦化、平炉焦化、接触焦化、延迟焦化、 流化焦化和灵活焦化等。