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延遲焦化

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延遲焦化

延遲焦化（delayed coking） 一種熱裂化工藝。其主要目的是將高殘碳的殘油轉化為輕質油。所用裝置可進行循環操作，即將重油的焦化餾出油中較重的餾分作為循環油，且在裝置中停留時間較長。

簡介

重質油品經管式加熱爐加熱到焦化反應所需要的溫度，並使之迅速離開加熱爐管，在焦炭塔內油品進行裂解和縮合反應，生成的油氣由焦炭塔頂逸出，生成的焦炭留在塔內。在這一過程中，焦化反應被推遲到焦炭塔中進行，因此稱為延遲焦化。

延遲焦化裝置

延遲焦化裝置是煉油廠提高輕質油收率和生產石油焦的主要加工裝置。它將減壓渣油、常壓渣油、減黏渣油、重質原油、重質燃料油和煤焦油等重質低價值油品，經深度熱裂化反應轉化為高價值的液體和氣體產品，同時生成石油焦。

在延遲焦化過程中，通常使用水平管式加熱爐在高流速、短停留時間的條件下將物料加熱至490~510℃的反應溫度後進入焦炭塔，在焦炭塔內的一定的溫度、停留時間和壓力條件下，物料發生裂解和縮合反應生成氣體、汽油、柴油、蠟油和焦炭。由於物料在加熱爐管中停留時間很短，僅發生淺度熱裂化反應，物料在快速通過加熱爐爐管並獲得反應所需要的能量後，它的裂化和縮合生焦反應被「延遲」到加熱爐下游的焦炭塔內發生，故該過程被稱為「延遲焦化」。

原料

延遲焦化原料可以是重油、渣油、甚至是瀝青。延遲焦化產物分為氣體、汽油、柴油、蠟油和焦炭。對於國產渣油，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品，但其質量較差。焦化汽油的辛烷值很低，一般為51～64（MON），柴油的辛烷值較高，一般為50～58。但兩種油品的烯烴含量高，硫、氮、氧等雜質含量高，安定性差，只能作半成品或中間產品，經過精製處理後，才能作為汽油和柴油的調和組分。

焦化蠟油由於硫、氮化合物、膠質、殘炭等含量高，是二次加工的劣質蠟油，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品之一，根據質量不同可用做電極、冶金及燃料等。焦化氣體經脫硫處理後可作為制氫原料或送燃料管網做燃料使用。

優缺點

優點：延遲焦化可處理殘碳和金屬含量很高的劣質原料，提高輕質油的收率和脫碳效率；有操作連續化、處理量大、靈活性強、脫碳效率高、投資和操作費用低的優點。

缺點：低價值產品焦炭產率高，液體產品性質差。

工藝

延遲焦化與熱裂化相似，只是在短時間內加熱到焦化反應所需溫度，控制原料在爐管中基本上不發生裂化反應，而延緩到專設的焦炭塔中進行裂化反應，「延遲焦化」也正是因此得名。延遲焦化裝置主要由8個部分組成：

焦化部分

主要設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合的。

分餾部分

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

氣體回收脫硫

主要設備是吸收塔、解吸塔、穩定塔、再吸收塔等。

水力除焦

考慮到重殘油的碳氫比高，非常容易結焦的這一特點，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，來不及發生反應就被送到一個中空的容器（稱焦炭塔），讓加熱的油品在其中進行裂化縮合反應，加熱和焦化不同時發生，故稱為延遲焦化。焦炭塔內裂解反應生成的415℃高溫油氣自焦炭塔頂逸出進入主分餾塔下段進料段，經過洗滌板（人字擋板）洗滌所攜帶的焦炭顆粒後，從蒸發段上升進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，而焦炭塔內縮合反應所生成焦炭留在焦炭塔內，當焦炭塔中結焦達一定程度後，就切換到另一個焦炭塔中繼續焦化成焦，原先的焦炭塔則進行清焦作業。通常一個焦化裝置中常常要用2～4個焦炭塔。清焦採用水力除焦法，先在焦層中央用鑽機打一個洞，從頂部一直打到底，然後自下而上通入壓力為12~30MPa的高壓水，利用水的衝擊力，把焦炭打下來，並由底部排出。

由高壓水泵輸送的高壓水，經上水線，水龍帶，鑽杆到水力切焦器噴嘴，由切焦器噴嘴噴出的高壓水，形成高壓射流，利用高壓射流強大的衝擊力，將石油焦切割下來。鑽杆不斷地升降和轉動，直到把焦除完為止

水力除焦主要設備

（高壓水泵）、（除焦控制閥）、潤滑油系統、氣動閥、絞車及滑輪組、 （新型除焦膠管）、（水渦輪減速器）、（自動切換聯合鑽孔切焦器）、（塔頂蓋自動裝卸機）、（塔底蓋裝卸機）、（電梯）、（鑽杆組件）和（抓鬥起重機）。

焦炭脫水儲運

焦炭的脫水和儲運。

吹氣放空系統

吹氣放空系統。

蒸汽發生

發生蒸汽的熱源一般採用分餾塔側線柴油、重蠟油、塔底循環油。

焦炭焙燒

焦炭焙燒部分。國內選定爐出口溫度為495～500℃，焦炭塔頂壓力為0.15～0.2 Mpa。

發展趨勢

正是由於延遲焦化的上述優點，使得延遲焦化在中國得到了迅速的發展，這主要是因為：

1、延遲焦化是解決柴汽比供需矛盾的有效手段。這是由於中國原油普遍偏重，且含蠟量高，柴油的收率低，國內原油的柴油餾分收率比國外原油平均低5～7百分點。因此至今2014年中國每年大約進口80×104t柴油，同時不得不出口30×104t汽油，以求國內供需平衡。其次是由於中國煉油企業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），因此發展延遲焦化是解決柴汽比供需矛盾，增產柴油的有效辦法。

2、延遲焦化與加氫裂化相比，延遲焦化儘管存在輕質油產品安定性差、操作費用低（加工費約為加氫裂化操作費用的1/2～1/3），使其具有較強的競爭力。

由於延遲焦化具有投資少，操作費用低，轉化深度高等優點，延遲焦化已發展成為渣油輕質化最主要的加工方法之一。因此，截至2014年中國資金緊張，輕油產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。