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。
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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%； 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。
延迟焦化工艺流程
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• 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。
延迟焦化工艺流程原理图
从大分子分解为较小的分子

主要依靠分解反应（热反应和催化反应）
从低H/C的组成转化成较高H/C的组成

脱碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等） 加氢（加氢裂化）
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• 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。
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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。 延迟焦化应用最广泛，是炼油厂提高轻质油收率 和生产石油焦的主要手段，在我国炼油工业中将 继续发挥重要作用。
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• 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。 • 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。
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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
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• 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。
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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。 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。
延迟焦化过程介绍
王敦
上节小结
1）催化裂化的工艺流程
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2）催化裂化过程分馏塔的特点
1. 进料是带有催化剂粉尘的过热油气, 2. 全塔剩余热量大（由高温油气带入），而且催化裂化产品的分馏精确度要求也不高，因此设置四个循环回流分段取热。 3. 塔顶回流采用循环回流而不用冷回流。
概述Βιβλιοθήκη LOGO燃料生产中一个重要的问题：如何将原油中的重质馏分油 甚至渣油转化成轻质燃料产品？ 重质油转化为轻质油
延迟焦化过程的产品
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延迟焦化过程的产品包括气体、汽油、柴油、蜡油和石油焦。 焦化产品的主要性质如下：
气体 焦化气体中含有20~35%的不饱和烃和30％左右的 甲烷，是化工和制氢的很好原料，也可作为燃料。
汽油 焦化汽油含有较多的烯轻组分，性能很不安定，辛 烷值也很低，质量较差，不能直接作为商品汽油出厂，必 须经酸碱洗涤再蒸馏，或经过加氢精制，才能作为出厂商 品汽油的调合组分。
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• 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。
• 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。
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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。
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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）。
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。
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流程框图
进料 Fresh feed 主分馏塔 Main fractionator 柴油 焦炭塔 diesel oil 蜡油 wax oil 粗汽油 raw gasoline 气体 gas
coke
tower
焦碳coke
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• 在运转中，分馏塔有时也会出现结焦现象，为此 需控制塔底温度不超过400℃，并采用塔底油循 环过滤的方法滤去焦粉和加强液体的流动来加以 防止。
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• 焦炭塔是轮换使用的，即当一个塔内焦炭聚 结到一定高度时，通过四通阀将原料切换到 另一个焦炭塔．聚结焦炭的焦炭塔先用蒸汽 冷却，然后进行水力除焦。 除焦原理： 由高压水泵输送的高压水，经过水龙带、 钻杆到水力切焦器的喷嘴，从水力切焦器喷 嘴喷出的高压水形成高压射流，借高压射流 的强大冲击力将石油焦切割下来，使之与水 一起由塔底流出。 钻杆不断地升降和转动，直到把焦炭塔 内石油焦全部除净为止。
柴油 焦化柴油也因其安定性能不好，亦需再次加工才能 使用。可和蜡油混炼作为催化裂化原料，也可作催化加氢 的原料，进一步生产其它优质燃料油。
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蜡油 焦化蜡油可供其它二次加工装置做原料，很少直接 出厂。亦可和其它渣油调合作为锅炉燃料。 石油焦 石油焦是焦化装置的独有产品，其数量和质量是 延迟焦化装置的主要控制指标。 石油焦的用途不同，对石油焦产品质量的要求也不同。一 级焦用做冶炼钢和铝的工业电极焦，它的质量要求最为严 格；二级焦用做一般电极和绝缘材料，一些主要指标同于 一级焦标准，但是不如一级焦那么严格；三级焦作为冶金 工业的燃料，它的质量要求不高，在一般的延迟焦化工艺 条件下都能生产；等外焦则多用于煅烧和民用燃料，无过 高质量要求，只控制挥发分不大于16％(挥发分与原料的 含盐量有关)。
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• 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。
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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。
焦化反应化学原理
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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。
延迟焦化的原理
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• 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
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• 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。
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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。