(优选)延迟焦化产品及其应用
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• 焦化产品的脱碳程度与原料的化学组成和采用的操作条件 有关。一般来说，原料的残炭、胶质、沥青质高，脱出碳 的量就大。
二、延迟焦化气体产品
• 延迟焦化气体产率一般占延迟焦化原料的 7w%～9w%，其组成随着所处理原料及所用 工艺条件的不同而变化。
延迟焦化气体的组成和特点
原料油 气体组成/w%
H2 CH4 C2H6 C2H4 C3H8 C3H6 C4H10
5.9
0.8
552-566
15.0
Fra Baidu bibliotek
1.2
566-579
17.3
1.8
579-593
22.0
5.0
>593
45.0
41.0
• 渣油延迟焦化和催化裂化虽均是炼油工艺中的脱碳过程， 但焦化脱碳程度要高，因此焦化的焦炭产率高。
• 焦化反应中，裂化与脱碳、缩合与脱氢同时发生。当渣油 焦化时，生成焦炭的烃类所释放出的氢转化到蜡油、柴油、 石脑油和气体产物中，从而使焦化气体和液体产物的氢含 量比原料增高，即增氢，唯有焦炭中的氢含量比原料中的 氢减少，即减氢。
（优选）延迟焦化产品及其应 用
主要内容
四、延迟焦化石油焦
1. 石油焦的主要特征 2. 石油焦的产率及产量 3. 石油焦的质量 4. 石油焦的质量标准 5. 石油焦的煅烧 6. 石油焦的主要用途及其市场分配比例 7. 石油焦的主要应用技术
一、延迟焦化产品的特性
• 延迟焦化工艺生产五种产品，即焦化气体， 焦化石脑油(或焦化汽油)，焦化柴油，焦化 蜡油和焦炭。
氮含量/wt％ 0 1 2 22 75 100
沙轻减渣焦化碳氢硫氮分别（循环比 0.4）
名 原料
气 石脑 柴
蜡
焦
总
称 W%
体
油油油
炭
计
C （85.19） 7.88 19.72 26.45 15.60 30.35 100.00
H (10.42) 16.54 25.80 30.76 15.88 11.02 100.00
其中：i-C4 n-C4
C4H8 H2S 富气产率 /w%
延迟焦化富气典型组成
大庆减渣
胜利减渣
0.66 26.61 21.23 3.97 18.09 10.55 10.78
7.53 0.58 8.3
0.74 30.39 19.00 3.31 15.12 8.21 8.85 1.60 7.25 7.72 6.66
– 焦化气体包括干气和液化石油气（LPG）。 焦化LPG产量少，常和其它炼油工艺的LPG混 合后利用，很少单独出厂。
– 在焦化液体、固体产品中最受关注的杂质为硫、 氮和重金属。
• 延迟焦化原料主要是原油的减压渣油、常压渣油。
– 减压渣油、常压渣油 – 添加脱油沥青和油砂沥青的减压渣油 – 特重原油直接用作焦化原料 – 高酸值原油
C4烷烃含量高。 –从含硫减压渣油得到的焦化富气H2S含量很高。
延迟焦化气体的加工和应用
1) 延迟焦化气体用作燃料气
▪ 焦化气体的主要用途是经过湿法脱硫后，进入瓦斯管网。 ▪ 近年来新建延迟焦化装置采用多火嘴的双面辐射加热炉，焦化
干气大部分供应本装置加热炉需要，外排燃料气很少。
2) 延迟焦化气体制氢
S (4.00) 22.5 2.30 15.1 13.8 46.3 100.00
N (0.32) 0.00 0.35 3.15 10.56 85.94 100.00
蓬莱减渣焦化金属分布（0.3 循环比）
金
原料
焦化
焦
合
属
ppm
蜡油
炭
计
Na
(19.3)
1.4
98.6 100.00
Ca
(15)
2.0
98.0 100.00
• 延迟焦化也是一个为其液体产物脱除杂质的过程， 为下游催化加工的催化剂排除毒物。相比原料而 言，焦化液体产物中的硫、氮含量减少，重金属 则大多集中到焦炭中。
碳氢硫氮和金属在焦化产品中的分布
产品 焦化气体 焦化石脑油 焦化柴油 焦化蜡油 焦炭 合计
硫含量/wt％ 30.0 5.0 15.4 19.6 30.0 100
▪ 以前炼油厂氢气生产多采用石脑油水蒸汽转化工艺。石脑油现 主要用于蒸汽裂解制乙烯，石脑油制氢受到限制。
▪ 焦化气体的价格不足石脑油的一半，用它制氢的氢气产率比石 脑油制氢高6～7个百分点，可以明显降低工业氢气成本。
延迟焦化气体制氢
▪ 焦化气体与炼油厂其它烃类气体相比，由于甲烷含量 高，氢/碳比高，所制得的氢气产率高，是较好的制 氢原料。
6.8
阿轻减渣
0.51 20.08 19.12 2.79 16.37 6.74 10.79 2.41 8.38 7.36 16.24
7.9
延迟焦化气体的组成和特点
• 延迟焦化的富气有以下几个特点 :
–焦化富气中甲烷含量比较高。 –焦化富气的 C2、C3、C4烷烃含量比相同碳数的
烯烃含量高。 –在焦化气体C4烷烃中，正构C4烷烃含量比异构
Fe
(29.7)
0.4
99.6 100.00
Cu
(1.7)
0.0
100.0 100.00
Ni
(56)
0.2
99.8 100.00
V
(2.5)
4.7
95.3 100.00
重焦化蜡油高沸点馏分钒分布，μg/g
沸点范围/oC
原料 1
原料 2
510-523
2.0
0.5
523-538
3.3
0.6
538-552
▪ 由于焦化气体含有较多的硫化物等杂质，预处理工序 相对复杂。
▪ 焦化气体制氢除采用水蒸汽转化工艺外，还正在开发 选择氧化法工艺。
焦化气体水蒸汽转化法制氢
• 齐鲁石化公司、长岭石化公司、锦西石化 公司、锦州石化公司、金陵石化公司等已 采用焦化气体水蒸汽转化法制氢。
• 制氢方法按氢气净化方法不同，又分为化 学吸收净化法和变压吸附净化法两种。
化学吸收净化法
–工艺流程：预处理、水蒸汽转化和后处理三部 分。
–预处理部分：脱重组分及湿法脱硫，还有加氢 精制和干法精脱硫。
–后处理部分：一氧化碳变换、脱二氧化碳和甲 烷转化。
化学吸收净化法工艺
• 二次加工后得到的重质油作为延迟焦化原料。
– 减粘渣油 – 催化裂化澄清油 – 加氢处理重油
• 焦化原料往往有较高的分子量，较高的硫、 氮、重金属等杂质含量以及较低的氢碳比。
• 延迟焦化产品分布（包括焦化气体、石脑 油、柴油、蜡油和焦炭）与原料油性质及 操作条件有很大关系。
• 原料油中所含硫、氮等杂质在延迟焦化过程中进 行分解或浓缩，在产品中重新分配，硫含量向气 体和焦炭两个方向转化，氮向蜡油、焦炭富集。
二、延迟焦化气体产品
• 延迟焦化气体产率一般占延迟焦化原料的 7w%～9w%，其组成随着所处理原料及所用 工艺条件的不同而变化。
延迟焦化气体的组成和特点
原料油 气体组成/w%
H2 CH4 C2H6 C2H4 C3H8 C3H6 C4H10
5.9
0.8
552-566
15.0
Fra Baidu bibliotek
1.2
566-579
17.3
1.8
579-593
22.0
5.0
>593
45.0
41.0
• 渣油延迟焦化和催化裂化虽均是炼油工艺中的脱碳过程， 但焦化脱碳程度要高，因此焦化的焦炭产率高。
• 焦化反应中，裂化与脱碳、缩合与脱氢同时发生。当渣油 焦化时，生成焦炭的烃类所释放出的氢转化到蜡油、柴油、 石脑油和气体产物中，从而使焦化气体和液体产物的氢含 量比原料增高，即增氢，唯有焦炭中的氢含量比原料中的 氢减少，即减氢。
（优选）延迟焦化产品及其应 用
主要内容
四、延迟焦化石油焦
1. 石油焦的主要特征 2. 石油焦的产率及产量 3. 石油焦的质量 4. 石油焦的质量标准 5. 石油焦的煅烧 6. 石油焦的主要用途及其市场分配比例 7. 石油焦的主要应用技术
一、延迟焦化产品的特性
• 延迟焦化工艺生产五种产品，即焦化气体， 焦化石脑油(或焦化汽油)，焦化柴油，焦化 蜡油和焦炭。
氮含量/wt％ 0 1 2 22 75 100
沙轻减渣焦化碳氢硫氮分别（循环比 0.4）
名 原料
气 石脑 柴
蜡
焦
总
称 W%
体
油油油
炭
计
C （85.19） 7.88 19.72 26.45 15.60 30.35 100.00
H (10.42) 16.54 25.80 30.76 15.88 11.02 100.00
其中：i-C4 n-C4
C4H8 H2S 富气产率 /w%
延迟焦化富气典型组成
大庆减渣
胜利减渣
0.66 26.61 21.23 3.97 18.09 10.55 10.78
7.53 0.58 8.3
0.74 30.39 19.00 3.31 15.12 8.21 8.85 1.60 7.25 7.72 6.66
– 焦化气体包括干气和液化石油气（LPG）。 焦化LPG产量少，常和其它炼油工艺的LPG混 合后利用，很少单独出厂。
– 在焦化液体、固体产品中最受关注的杂质为硫、 氮和重金属。
• 延迟焦化原料主要是原油的减压渣油、常压渣油。
– 减压渣油、常压渣油 – 添加脱油沥青和油砂沥青的减压渣油 – 特重原油直接用作焦化原料 – 高酸值原油
C4烷烃含量高。 –从含硫减压渣油得到的焦化富气H2S含量很高。
延迟焦化气体的加工和应用
1) 延迟焦化气体用作燃料气
▪ 焦化气体的主要用途是经过湿法脱硫后，进入瓦斯管网。 ▪ 近年来新建延迟焦化装置采用多火嘴的双面辐射加热炉，焦化
干气大部分供应本装置加热炉需要，外排燃料气很少。
2) 延迟焦化气体制氢
S (4.00) 22.5 2.30 15.1 13.8 46.3 100.00
N (0.32) 0.00 0.35 3.15 10.56 85.94 100.00
蓬莱减渣焦化金属分布（0.3 循环比）
金
原料
焦化
焦
合
属
ppm
蜡油
炭
计
Na
(19.3)
1.4
98.6 100.00
Ca
(15)
2.0
98.0 100.00
• 延迟焦化也是一个为其液体产物脱除杂质的过程， 为下游催化加工的催化剂排除毒物。相比原料而 言，焦化液体产物中的硫、氮含量减少，重金属 则大多集中到焦炭中。
碳氢硫氮和金属在焦化产品中的分布
产品 焦化气体 焦化石脑油 焦化柴油 焦化蜡油 焦炭 合计
硫含量/wt％ 30.0 5.0 15.4 19.6 30.0 100
▪ 以前炼油厂氢气生产多采用石脑油水蒸汽转化工艺。石脑油现 主要用于蒸汽裂解制乙烯，石脑油制氢受到限制。
▪ 焦化气体的价格不足石脑油的一半，用它制氢的氢气产率比石 脑油制氢高6～7个百分点，可以明显降低工业氢气成本。
延迟焦化气体制氢
▪ 焦化气体与炼油厂其它烃类气体相比，由于甲烷含量 高，氢/碳比高，所制得的氢气产率高，是较好的制 氢原料。
6.8
阿轻减渣
0.51 20.08 19.12 2.79 16.37 6.74 10.79 2.41 8.38 7.36 16.24
7.9
延迟焦化气体的组成和特点
• 延迟焦化的富气有以下几个特点 :
–焦化富气中甲烷含量比较高。 –焦化富气的 C2、C3、C4烷烃含量比相同碳数的
烯烃含量高。 –在焦化气体C4烷烃中，正构C4烷烃含量比异构
Fe
(29.7)
0.4
99.6 100.00
Cu
(1.7)
0.0
100.0 100.00
Ni
(56)
0.2
99.8 100.00
V
(2.5)
4.7
95.3 100.00
重焦化蜡油高沸点馏分钒分布，μg/g
沸点范围/oC
原料 1
原料 2
510-523
2.0
0.5
523-538
3.3
0.6
538-552
▪ 由于焦化气体含有较多的硫化物等杂质，预处理工序 相对复杂。
▪ 焦化气体制氢除采用水蒸汽转化工艺外，还正在开发 选择氧化法工艺。
焦化气体水蒸汽转化法制氢
• 齐鲁石化公司、长岭石化公司、锦西石化 公司、锦州石化公司、金陵石化公司等已 采用焦化气体水蒸汽转化法制氢。
• 制氢方法按氢气净化方法不同，又分为化 学吸收净化法和变压吸附净化法两种。
化学吸收净化法
–工艺流程：预处理、水蒸汽转化和后处理三部 分。
–预处理部分：脱重组分及湿法脱硫，还有加氢 精制和干法精脱硫。
–后处理部分：一氧化碳变换、脱二氧化碳和甲 烷转化。
化学吸收净化法工艺
• 二次加工后得到的重质油作为延迟焦化原料。
– 减粘渣油 – 催化裂化澄清油 – 加氢处理重油
• 焦化原料往往有较高的分子量，较高的硫、 氮、重金属等杂质含量以及较低的氢碳比。
• 延迟焦化产品分布（包括焦化气体、石脑 油、柴油、蜡油和焦炭）与原料油性质及 操作条件有很大关系。
• 原料油中所含硫、氮等杂质在延迟焦化过程中进 行分解或浓缩，在产品中重新分配，硫含量向气 体和焦炭两个方向转化，氮向蜡油、焦炭富集。