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延迟焦化

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延迟焦化

延迟焦化（delayed coking） 一种热裂化工艺。其主要目的是将高残碳的残油转化为轻质油。所用装置可进行循环操作，即将重油的焦化馏出油中较重的馏分作为循环油，且在装置中停留时间较长。

简介

重质油品经管式加热炉加热到焦化反应所需要的温度，并使之迅速离开加热炉管，在焦炭塔内油品进行裂解和缩合反应，生成的油气由焦炭塔顶逸出，生成的焦炭留在塔内。在这一过程中，焦化反应被推迟到焦炭塔中进行，因此称为延迟焦化。

延迟焦化装置

延迟焦化装置是炼油厂提高轻质油收率和生产石油焦的主要加工装置。它将减压渣油、常压渣油、减黏渣油、重质原油、重质燃料油和煤焦油等重质低价值油品，经深度热裂化反应转化为高价值的液体和气体产品，同时生成石油焦。

在延迟焦化过程中，通常使用水平管式加热炉在高流速、短停留时间的条件下将物料加热至490~510℃的反应温度后进入焦炭塔，在焦炭塔内的一定的温度、停留时间和压力条件下，物料发生裂解和缩合反应生成气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭。由于物料在加热炉管中停留时间很短，仅发生浅度热裂化反应，物料在快速通过加热炉炉管并获得反应所需要的能量后，它的裂化和缩合生焦反应被“延迟”到加热炉下游的焦炭塔内发生，故该过程被称为“延迟焦化”。

原料

延迟焦化原料可以是重油、渣油、甚至是沥青。延迟焦化产物分为气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭。对于国产渣油，其气体收率为7.0～10%，粗汽油收率为8.2～16.0%，柴油收率为22.0～28.66%，蜡油收率为23.0～33.0%，焦炭收率为15.0～24.6%，外甩油为1～3.0%。焦化汽油和焦化柴油是延迟焦化的主要产品，但其质量较差。焦化汽油的辛烷值很低，一般为51～64（MON），柴油的辛烷值较高，一般为50～58。但两种油品的烯烃含量高，硫、氮、氧等杂质含量高，安定性差，只能作半成品或中间产品，经过精制处理后，才能作为汽油和柴油的调和组分。

焦化蜡油由于硫、氮化合物、胶质、残炭等含量高，是二次加工的劣质蜡油，截至2014年通常掺炼到催化或加氢裂化作为原料。石油焦是延迟焦化过程的重要产品之一，根据质量不同可用做电极、冶金及燃料等。焦化气体经脱硫处理后可作为制氢原料或送燃料管网做燃料使用。

优缺点

优点：延迟焦化可处理残碳和金属含量很高的劣质原料，提高轻质油的收率和脱碳效率；有操作连续化、处理量大、灵活性强、脱碳效率高、投资和操作费用低的优点。

缺点：低价值产品焦炭产率高，液体产品性质差。

工艺

延迟焦化与热裂化相似，只是在短时间内加热到焦化反应所需温度，控制原料在炉管中基本上不发生裂化反应，而延缓到专设的焦炭塔中进行裂化反应，“延迟焦化”也正是因此得名。延迟焦化装置主要由8个部分组成：

焦化部分

主要设备是加热炉和焦炭塔。有一炉两塔、两炉四塔，也有与其它装置直接联合的。

分馏部分

主要设备是分馏塔，在延迟焦化中一般需添加消泡剂/抑焦剂/液收增加剂等化学品。

气体回收脱硫

主要设备是吸收塔、解吸塔、稳定塔、再吸收塔等。

水力除焦

考虑到重残油的碳氢比高，非常容易结焦的这一特点，将原料油快速加热到比较高的温度（480～500℃），使重残油在管式加热炉中，来不及发生反应就被送到一个中空的容器（称焦炭塔），让加热的油品在其中进行裂化缩合反应，加热和焦化不同时发生，故称为延迟焦化。焦炭塔内裂解反应生成的415℃高温油气自焦炭塔顶逸出进入主分馏塔下段进料段，经过洗涤板（人字挡板）洗涤所携带的焦炭颗粒后，从蒸发段上升进入蜡油集油箱以上蒸馏分离，分馏出富气、汽油、柴油和轻重蜡油馏分，而焦炭塔内缩合反应所生成焦炭留在焦炭塔内，当焦炭塔中结焦达一定程度后，就切换到另一个焦炭塔中继续焦化成焦，原先的焦炭塔则进行清焦作业。通常一个焦化装置中常常要用2～4个焦炭塔。清焦采用水力除焦法，先在焦层中央用钻机打一个洞，从顶部一直打到底，然后自下而上通入压力为12~30MPa的高压水，利用水的冲击力，把焦炭打下来，并由底部排出。

由高压水泵输送的高压水，经上水线，水龙带，钻杆到水力切焦器喷嘴，由切焦器喷嘴喷出的高压水，形成高压射流，利用高压射流强大的冲击力，将石油焦切割下来。钻杆不断地升降和转动，直到把焦除完为止

水力除焦主要设备

（高压水泵）、（除焦控制阀）、润滑油系统、气动阀、绞车及滑轮组、 （新型除焦胶管）、（水涡轮减速器）、（自动切换联合钻孔切焦器）、（塔顶盖自动装卸机）、（塔底盖装卸机）、（电梯）、（钻杆组件）和（抓斗起重机）。

焦炭脱水储运

焦炭的脱水和储运。

吹气放空系统

吹气放空系统。

蒸汽发生

发生蒸汽的热源一般采用分馏塔侧线柴油、重蜡油、塔底循环油。

焦炭焙烧

焦炭焙烧部分。国内选定炉出口温度为495～500℃，焦炭塔顶压力为0.15～0.2 Mpa。

发展趋势

正是由于延迟焦化的上述优点，使得延迟焦化在中国得到了迅速的发展，这主要是因为：

1、延迟焦化是解决柴汽比供需矛盾的有效手段。这是由于中国原油普遍偏重，且含蜡量高，柴油的收率低，国内原油的柴油馏分收率比国外原油平均低5～7百分点。因此至今2014年中国每年大约进口80×104t柴油，同时不得不出口30×104t汽油，以求国内供需平衡。其次是由于中国炼油企业二次加工均以催化裂化为主，柴汽比低（延迟焦化为1.94，催化裂化为0.56），因此发展延迟焦化是解决柴汽比供需矛盾，增产柴油的有效办法。

2、延迟焦化与加氢裂化相比，延迟焦化尽管存在轻质油产品安定性差、操作费用低（加工费约为加氢裂化操作费用的1/2～1/3），使其具有较强的竞争力。

由于延迟焦化具有投资少，操作费用低，转化深度高等优点，延迟焦化已发展成为渣油轻质化最主要的加工方法之一。因此，截至2014年中国资金紧张，轻油产品尤其是柴汽比供需矛盾突出的情况下，延迟焦化是解决这一矛盾的较理想的手段之一。