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1、3.2.1 延遲焦化工藝過程 延遲焦化工藝是焦炭化過程（簡稱焦化）主要的工業(yè)化形式，由于延遲焦化工藝技術(shù)簡單， 投資及 操作費(fèi)用較低， 經(jīng)濟(jì)效益較好， 因此， 世界上 85%以上的焦化處理裝置都采用延遲焦化工藝。 延遲焦化工藝基本原理就是以渣油為原料，經(jīng)加熱爐加熱到高溫（ 500℃左右），迅速轉(zhuǎn)移 到焦炭 塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)， 即把焦化反應(yīng)延遲到焦炭塔中進(jìn)行， 減輕爐管結(jié)焦程度， 延長裝 置運(yùn)行周期。 焦化過程產(chǎn)生的油氣從焦炭塔頂部到分餾塔中進(jìn)行分餾， 可獲得焦化干氣、 汽油、 柴油、蠟 油、重蠟油 產(chǎn)品；留在焦炭塔中的焦炭經(jīng)除焦系統(tǒng)處理，可獲得焦炭產(chǎn)品（也稱石油焦）。

2、 減壓渣油經(jīng)焦化過程可以得到 70%左右的餾分油。焦化汽油和焦化柴油中不飽和烴含量高， 而且含 硫、含氮等非烴類化合物的含量也高。因此， 它們的安定性很差， 必須經(jīng)過加氫精制等精制 過程加工后 才能作為發(fā)動機(jī)燃料。 焦化蠟油主要是作為加氫裂化或催化裂化的原料， 有時也用于調(diào)和燃 料油。焦炭 （也稱石油焦） 除了可用作燃料外， 還可用作高爐煉鐵之用， 如果焦化原料及生產(chǎn)方法選擇 適當(dāng)，石油 焦經(jīng)煅燒及石墨化后，可用于制造煉鋁、 煉鋼的電極等。 焦化氣體含有較多的甲烷、乙烷以 及少量的丙 烯、丁烯等，它可用作燃料或用作制氫原料等石油化工原料。 從焦化過程的原料和產(chǎn)品可以看到

3、焦化過程是一種渣油輕質(zhì)化過程。 作為輕質(zhì)化過程， 焦化 過程的 主要優(yōu)點(diǎn)是它可以加工殘?zhí)恐导爸亟饘俸亢芨叩母鞣N劣質(zhì)渣油， 而且過程比較簡單、 投資 和操作費(fèi)用 較低。它的主要缺點(diǎn)是焦炭產(chǎn)率高及液體產(chǎn)物的質(zhì)量差。 焦炭產(chǎn)率一般為原料殘?zhí)恐档?1.4? 2倍，數(shù)量 較大。 但焦炭在多數(shù)情況下只能作為普通固體燃料出售， 售價還很低。 盡管焦化過程尚不是 一個很理想 3 的渣油輕質(zhì)化過程， 但在現(xiàn)代煉油工業(yè)中， 通過合理地配置石油資源和優(yōu)化裝置結(jié)構(gòu)， 它仍 然是一個十 分重要的提高輕質(zhì)油收率的有效途徑。 近年來， 對用于制造冶金用電極， 特別是超高功率電極的優(yōu)質(zhì)石油焦的需求不

4、斷增長， 對某 些煉油 廠，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石油焦已成為焦化過程的重要目的之一。 3.2.2 延遲焦化反應(yīng)機(jī)理 渣油在熱的作用下主要發(fā)生兩類反應(yīng)： 一類是熱裂解反應(yīng)， 它是吸熱反應(yīng)； 另一類是縮合反 應(yīng)，它 是放熱反應(yīng)?？傮w來講， 焦化反應(yīng)在宏觀上表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)， 而異構(gòu)化反應(yīng)幾乎不發(fā)生。渣 油的熱反應(yīng) 可以用自由基鏈反應(yīng)機(jī)理來解釋。一般認(rèn)為烴類熱反應(yīng)的自由基鏈反應(yīng)大體有如下三個階 段：鏈的引發(fā)、 鏈的增長和鏈的終止。 鏈的引發(fā) 煌分子分解為自由基是由于鍵 C— C的均裂，而不是C— Hm,因后者的鍵能較大， 并且主要斷 裂在碳 鏈的中部，如： 鏈的增長 這是一種由一個

5、自由基轉(zhuǎn)化為另一個自由基，使自由價繼續(xù)傳遞下去的過程。在此過程中， 較小的 自由基如H?、CH3?、GH5?能在短時間內(nèi)獨(dú)立存在；而較大的自由基則比較活潑和不穩(wěn)定， 只能在瞬間 存在， 因此它會繼續(xù)分裂， 成為烯烴和小的自由基； 這些小的自由基會繼續(xù)攻擊其它烴分子， 產(chǎn)生新的 自由基， 新的自由基繼續(xù)分裂， 這樣就形成了一個不斷增長的反應(yīng)鏈。 直到反應(yīng)產(chǎn)物離開反 應(yīng)系統(tǒng)，鏈 的增長才會結(jié)束。具體通過如下反應(yīng)： 自由基的奪氫反應(yīng) 其通式為： 烴分子中碳原子上的氫被奪取的難易程度由易到難的次序是叔碳 ＞仲碳 ＞伯碳。 它們與自由基 反應(yīng)的 相對速度也是按照這個次序進(jìn)行的，

6、而且溫度越高，它們之間的差別也越小。 自由基的分解反應(yīng) 自由基本身可以分解， 生成一個烯烴分子和一個含碳數(shù)較少的新自由基， 從而使其自由價傳 遞下去。 自由基的分解主要發(fā)生在具有未成對電子碳的 3 -鍵位置上，這也就是所謂的 3 -斷裂規(guī)則。 如： 自由基的加成反應(yīng) 這是上述自由基分解反應(yīng)的逆反應(yīng)， 含碳數(shù)較少的自由基可與烯烴加成而生成含碳數(shù)更多的 自由 基。 鏈的終止 自由基可相互結(jié)合成為穩(wěn)定的分子而使鏈反應(yīng)中斷，如： C16H34 2CH3(CH2)6C H + RH H 2 + R R + R?H RH + R ? CH3CH2CHCH3 CH2=CHCH3

7、+ CH3 H + H H2 H + R RH R + R?RR? 4 根據(jù)上述歷程， 即使象乙烷這樣簡單的烴分子， 它的熱反應(yīng)也是相當(dāng)復(fù)雜的。 其控制步驟是 鏈的引 發(fā)(此步驟所需活化能最高)。 值得注意的是， 并不是所有烴類的熱解反應(yīng)都是自由基鏈反應(yīng)， 有的烴類如環(huán)已烷雖然在反 應(yīng)中也 斷環(huán)而生成自由基， 但隨即分解而為穩(wěn)定的產(chǎn)物， 并不形成鏈反應(yīng)。因此， 環(huán)已烷單獨(dú)進(jìn)行 熱解時反應(yīng) 速度較慢，約為正已烷的八分之一。 3.2.2.1 烴類的熱反應(yīng) 烴類熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)首先是分子鏈的斷裂。 鏈的斷裂是吸熱反應(yīng)， 因而分子鏈較弱的部位， 即鍵 能小， 斷裂時需要的能量較

8、小的部位，比鍵能較強(qiáng)的部位容易發(fā)生斷裂。表 3列出了烴類分子中幾 種不同形式 化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)。 從中可以看出，鏈烷煌的C-C鍵最弱, 而芳煌、烯燒、快煌的C-C鍵最強(qiáng)。 因此斷裂 反應(yīng)多半先在鏈烷烴、環(huán)烷烴側(cè)鏈和芳烴側(cè)鏈的 表 1 烴類分子中幾種不同形式化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù) 化學(xué)鍵 鍵能， kJ/mol H-H C-Hb C 鏈烷 -C 鏈烷 ② C-C鍵發(fā)生。 C 芳 -C 芳 C 烯 =C 烯 C塊三C塊 436.26 412.27 ?413.91 347.80 ?354.41 512.30 620.27 842.09 a) 包括伯、仲、叔、環(huán)烷

9、、烯、炔和芳碳原子與氫原子構(gòu)成的化學(xué)鍵。 b) 包括直鏈、側(cè)鏈和環(huán)烷鏈仲碳原子與碳原子構(gòu)成的飽和鍵。 2.2.2.1.1 烷烴的熱反應(yīng) a) 烷烴的熱反應(yīng)主要有兩類： 1) C — C 鍵斷裂生成較小分子的烷烴和烯烴； 2) C — H 鍵斷裂生成碳原子數(shù)保持不變的烯烴及氫。 上述兩類反應(yīng)都是強(qiáng)吸熱反應(yīng)。烷烴的熱反應(yīng)行為與其分子中的各鍵能大小有密切的關(guān)系。 b) 從烷烴的鍵能數(shù)據(jù)可以總結(jié)出一些規(guī)律： 1) C — H 鍵的鍵能大于 C— C 鍵的，因此 C— C 鍵更易于斷裂； 2) 長鏈烷烴中，越靠近中間處，其 C— C 鍵能越小，也就越容易斷裂； 3) 隨著分子量的增大

10、，烷烴中的 C— C 鍵及 C— H 鍵的鍵能都呈減小的趨勢，也就是說它們 的 熱穩(wěn)定性逐漸下降； 4) 異構(gòu)烷烴中的 C— C 鍵及 C— H 鍵的鍵能都小于正構(gòu)烷烴，說明異構(gòu)烷烴更易于斷鏈和脫 ； 5) 烷烴分子中叔碳上的氫最容易脫除，其次是仲碳上的，而伯碳上的氫最難脫除。 從熱力學(xué)判斷，在 500℃左右，烷烴脫氫反應(yīng)進(jìn)行的可能性不大。當(dāng)溫度高達(dá) 700℃左右時，

11、 脫氫反 應(yīng)的可能性明顯增大。從動力學(xué)考慮，烴類的熱解反應(yīng)性是以其反應(yīng)速度來判斷的，通常： c) 隨著溫度的升高，烴類的反應(yīng)速度迅速增大。大體上，溫度每增高 10 ℃，反應(yīng)速度增大 1.5? 2 倍； d) 隨著烷烴分子量的增大，其反應(yīng)速度明顯加快。其反應(yīng)速度常數(shù)與分子中的碳原子數(shù)幾 乎是線 性關(guān)系； e) 在分子中碳數(shù)相同的情況下，異構(gòu)烷烴的熱解反應(yīng)速度比正構(gòu)烷烴稍快； f)烷燒熱解反應(yīng)的活化能通常在 200?300kJ.mol-1 左右。 CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CH2+ CH 2=CH-CH 2-CH3 5 3.

12、2.2.1.2 環(huán)烷烴的熱反應(yīng) 環(huán)烷烴的熱反應(yīng)主要發(fā)生下列三類反應(yīng)： a) 側(cè)鏈斷裂反應(yīng)； 在高溫下，環(huán)烷煌側(cè)鏈上的 C-C鍵和烷燒一樣也能發(fā)生斷鏈反應(yīng)，使側(cè)鏈變短或脫除，同時 生成較 小分子的烷烴或烯烴，比如： b) 環(huán)烷環(huán)的斷裂反應(yīng)； 環(huán)烷環(huán)的環(huán)上的C-C鍵的熱穩(wěn)定性較側(cè)鏈高，但在溫度較高時環(huán)烷環(huán)也會斷裂生成小分子烯 烴。比 如： c) 脫氫反應(yīng)。 環(huán)烷環(huán)在加熱條件下，還會發(fā)生脫氫反應(yīng)生成環(huán)烯烴直至芳香烴。 單環(huán)環(huán)烷烴的脫氫反應(yīng)須在 600℃以上才能進(jìn)行， 但雙環(huán)環(huán)烷烴在 500℃左右就能進(jìn)行脫氫反 應(yīng)，生 成環(huán)烯烴。 研究發(fā)現(xiàn)， 環(huán)烷烴的反應(yīng)速度比碳數(shù)相同的

13、烷烴??； 五元環(huán)烷則比六元環(huán)烷更難于熱解。 有 的研究 還表明，帶有烷基側(cè)鏈的環(huán)烷烴的反應(yīng)速度比無側(cè)鏈的環(huán)烷烴快。如在 500 ℃時，乙基環(huán)己 烷的熱解反 應(yīng)速度比環(huán)己烷要大五倍。 3.2.2.1.3 芳香烴的熱反應(yīng) 芳香環(huán)極為穩(wěn)定， 一般條件下芳環(huán)不會斷裂， 但在較高溫度下會進(jìn)行脫氫縮合反應(yīng)， 生成環(huán) 數(shù)較多 的芳煌，直至生成焦炭。燒類熱反應(yīng)生成的焦炭是 H/C原子比很低的稠環(huán)芳燒，具有類石墨 狀結(jié)構(gòu)。它 主要發(fā)生下列反應(yīng)。 a) 烷基芳香烴的斷側(cè)鏈及脫烷基反應(yīng)； 比如： CH2CH2 CH2R CH3+ CH 2=CHR CH=CH 2 + CH3R CH

14、 CH 3 CH3CH=CH2 + CH4 C10H21 C5H11 + C5H10 C5H 10 + C5H 12 CH 2= CH 2+ CH 3- CH 2-CH= CH 2 CH 2=CH 2+ CH 3-CH=CH 2 6 b) 側(cè)鏈的脫氫反應(yīng)； 側(cè)鏈的脫氫反應(yīng)需在更高的溫度( 650?700C)時才能發(fā)生，如： c) 縮合反應(yīng)。 芳香煌在高溫下能脫氫縮合成環(huán)數(shù)更多的芳煌，其縮合程度逐漸增大，直至成為 H/C比很低 的焦炭。 比如： 3.2.2.1.4 環(huán)烷芳香烴的熱反應(yīng) 環(huán)烷芳香烴的反應(yīng)按照環(huán)烷環(huán)和芳香環(huán)之間的連接方式不同而有區(qū)別。例如， 類型的 烴

15、類的第一步反應(yīng)為連接兩環(huán)的鍵斷裂， 生成環(huán)烯烴和芳香烴， 在更苛刻的條件下， 環(huán)烯烴 能進(jìn)一步破 裂開環(huán)。 類型的烴類的熱反應(yīng)主要有三種：環(huán)烷環(huán)斷裂生成苯的衍生物，以及縮合生成高 分子的 多環(huán)芳香烴。 3.2.2.1.5 烯烴的熱反應(yīng) 天然原油一般不含烯烴，但在石油二次加工的產(chǎn)物中大多含有烯烴。烯烴是很活潑的烴類， 在受熱 的條件下它們進(jìn)一步裂解，同時與其它烴類交叉地進(jìn)行反應(yīng)，于是反應(yīng)變得極其復(fù)雜。 在不高的溫度下， 烯烴裂解成氣體的反應(yīng)遠(yuǎn)不及縮合成高分子疊合物的反應(yīng)來得快。 但是由 于縮合 作用所生成的高分子疊合物也會發(fā)生部分裂解， 縮合反應(yīng)和裂解反應(yīng)就交叉地進(jìn)行， 使

16、烯烴 的熱反應(yīng)產(chǎn) 物的餾程范圍變得很寬， 而且在反應(yīng)產(chǎn)物中存在飽和烴、 環(huán)烷烴和芳香烴。 烯烴在低溫、高 壓下，主要 C CH3 CH3 CH3 + CH 2=C CH3 CH3 C2H5 CH=CH 2+ H2 2 + H2 2 CH3CH2-CH2 + H2 2+ 2H2 7 反應(yīng)是疊合反應(yīng)。當(dāng)溫度升高到 400 ℃以上時，裂解反應(yīng)開始變得重要，碳鏈斷裂的位置一 般在烯烴雙 鍵的3位置。 烯烴分子的斷裂反應(yīng)也有與烷烴相似的規(guī)律。 當(dāng)溫度超過 600 ℃時，烯烴縮合成芳香烴、環(huán)烷烴和環(huán)烯烴的反應(yīng)變的重要起來。它主要的 反應(yīng)可 以歸納如下： a)

17、斷鏈反應(yīng)； 較大分子的烯煌可以斷鏈而成為兩個較小的烯煌分子，斷裂的位置一般是在雙鍵的 3-位, 因?yàn)樵? 處的C-C鍵鍵能較小。以1-戊烯為例，其“-及3 -位的鍵能(kJ.mol -1)和3-斷裂反應(yīng)如下 式： b) 脫氫反應(yīng)； 烯烴可進(jìn)一步脫氫生成二烯烴，如 1- 丁烯脫氫為丁二烯。 c) 歧化反應(yīng)； 這是烯烴特有的反應(yīng)。 兩個相同分子的烯烴可以歧化為兩個不同的烴分子。 例如丙烯可發(fā)生 下列歧 化反應(yīng)： d) 二烯合成反應(yīng)； 二烯烴可與烯烴進(jìn)行二烯合成反應(yīng)而生成環(huán)烯烴，它還能進(jìn)一步脫氫成為芳香烴，如： e) 芳構(gòu)化反應(yīng)。 分子中含有六個或更多的成鏈的碳原子的烯烴，

18、可環(huán)化脫氫生成芳香烴，如： 3.2.2.1.6 膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的熱反應(yīng) 膠質(zhì)、 瀝青質(zhì)主要是多環(huán)、稠環(huán)化合物， 分子中也多含有雜原子。 它們是相對分子質(zhì)量分布 范圍很 寬、 環(huán)數(shù)及其稠合程度差別很大的復(fù)雜混合物。 縮合程度不同的分子中也含有不同長度的側(cè) 鏈及環(huán)間的 CH 2= CH — CH 2— CH 2— CH 3 a 381 3 289 CH 2=CH-CH 3+ CH 2=CH 2 CH2=CH-CH 2-CH3CH2=CH-CH= CH 2 +H2 2C3H6 C4H8+ C2H4 2 C3H6 C2H6+ C4H6 2 C3H6CH4 + C5H8 2

19、 C3H6 C6H10 + H2 R + R + R R + 3H 2 8 鏈橋。因此，膠質(zhì)及瀝青質(zhì)在熱反應(yīng)中，除了經(jīng)縮合反應(yīng)生成焦炭外，還會發(fā)生斷側(cè)鏈、斷 鏈橋等反應(yīng)， 生成較小的分子。研究表明，輕、中、重膠質(zhì)及瀝青質(zhì)的熱反應(yīng)行為有明顯的差別，隨著縮 合程度的增 大，餾分油的相對產(chǎn)率下降而焦炭的相對產(chǎn)率增大，對瀝青質(zhì)而言，在 460℃、 45min 的條件 下，已轉(zhuǎn)化 的原料中約 3/4 都轉(zhuǎn)化為焦炭。瀝青質(zhì)分子的稠合程度很高，帶有的烷基鏈很少，而且是很 短的側(cè)鏈， 因此， 反應(yīng)生成的氣體也很少。 總之，烴類在加熱的條件下， 反應(yīng)基本上可以分成裂解與縮 合（

20、包括疊 合）兩個方向。 裂解方向產(chǎn)生較小的分子，而縮合方向則生成較大的分子。 烴類的熱反應(yīng)是 一種復(fù)雜的 平行 - 順序反應(yīng)。這些平行的反應(yīng)不會停留在某一階段上，而是繼續(xù)不斷地進(jìn)行下去。隨著 反應(yīng)時間的 延長，一方面由于裂解反應(yīng)，生成分子越來越小、沸點(diǎn)越來越低的烴類（如氣體烴）；另一 方面由于縮 合反應(yīng)生成分子越來越大的稠環(huán)芳香烴。 高度縮合的結(jié)果就產(chǎn)生膠質(zhì)、 瀝青質(zhì)， 最終生成碳 氫比很高的 焦炭。 3.2.2.2 渣油熱反應(yīng)的特征 渣油是多種烴類化合物組成的極為復(fù)雜的混合物， 其組分的熱反應(yīng)行為自然遵循各族烴類的 熱反應(yīng) 規(guī)律。但作為一種復(fù)雜的混合物，渣油的熱反應(yīng)

21、行為不是各族烴類熱反應(yīng)行為的簡單相加， 它具有自己 的特點(diǎn)。 3.2.2.2.1 平行 -順序反應(yīng)特征 渣油熱反應(yīng)比單體烴更明顯地表現(xiàn)出平行 - 順序特征。下圖表示出了這個特征。 由圖可見， 隨著反應(yīng)深度的增大， 反應(yīng)產(chǎn)物的分布也在變化。 作為中間產(chǎn)物的汽油和中間餾 分油的 產(chǎn)率， 在反應(yīng)進(jìn)行到某個深度時會出現(xiàn)最大值， 而作為最終產(chǎn)物的氣體和焦炭則在某個反應(yīng) 深度時開始 產(chǎn)生，并隨著反應(yīng)深度的增大而單調(diào)地增大。 3.2.2.2.2 生焦傾向性高的特征 渣油熱反應(yīng)時容易生焦， 除了由于渣油自身含有較多的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)外， 還因?yàn)椴煌宓臒N 類之間 的相互作用促進(jìn)了生焦反應(yīng)

22、。 芳香烴的熱穩(wěn)定性高， 在單獨(dú)進(jìn)行反應(yīng)時， 不僅裂解反應(yīng)速度 低，而且生 焦速度也低。例如在450c下進(jìn)行反應(yīng)，要生成1%勺焦炭，烷燒（C25H52要144min,十氫 萘要 1650min ， 而萘則需 670000min 。 但是如果將萘與烷烴或烯烴混合后進(jìn)行熱反應(yīng)， 則生成速度顯著提高。 根據(jù)許多 實(shí)驗(yàn)結(jié)果，焦炭生成的過程大致可以描述如下： 芳香烴 烷 烯烴 縮合產(chǎn) 膠質(zhì)、瀝青質(zhì) 焦炭（碳青質(zhì) ） 渣油 中間餾分 殘油 汽油 焦炭 裂化氣 渣油的平行 -順序反應(yīng)特征 渣油熱反應(yīng)產(chǎn)物分布隨時間的變化 1—原料； 2 —中間餾分； 3—汽油； 4—

23、裂化氣 5—?dú)堄停?6—焦炭 產(chǎn)率（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）， % 反應(yīng)時間 2 3 4 5 6 1 9 含膠質(zhì)甚多的原料油， 如將它用不含膠質(zhì)且對熱很穩(wěn)定的油品稀釋， 可以使生焦量減少。 由 此可見， 當(dāng)兩種化學(xué)組成不同的原料油混合進(jìn)行熱反應(yīng)時，所生成的焦炭可能比它們單獨(dú)反應(yīng)時更 多，也可能減 少。在進(jìn)行原料油的混合時應(yīng)予以注意。 3.2.2.2.3 相分離特征 減壓渣油是一種膠體分散體系， 其分散相是以瀝青質(zhì)為核心并吸附以膠質(zhì)形成的膠束。 由于 膠質(zhì)的 膠溶作用， 在受熱之前渣油膠體體系是比較穩(wěn)定的。 在熱轉(zhuǎn)化過程中， 由于體系的化學(xué)組成 發(fā)生變化， 當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行

24、到一定深度后， 渣油的膠體性質(zhì)就會受到破壞。 由于縮合反應(yīng)， 渣油中作為分散 相的瀝青質(zhì) 的含量逐漸增多，而裂解反應(yīng)不僅使分散介質(zhì)的粘度變小，還使其芳香性減弱，同時， 作為 膠溶組分的 膠質(zhì)含量則逐漸減少。 這些變化都會導(dǎo)致分散相和分散介質(zhì)之間的相容性變差。 這種變化趨 勢發(fā)展到一 定程度后， 就會導(dǎo)致瀝青質(zhì)不能全部在體系中穩(wěn)定地膠溶而發(fā)生部分瀝青質(zhì)聚集， 在渣油中 出現(xiàn)了第二 相（液相）。第二相中的瀝青質(zhì)濃度很高，促進(jìn)了縮合生焦反應(yīng)。 渣油受熱過程中的相分離問題在實(shí)際生產(chǎn)中也有重要意義。 例如， 渣油熱加工過程中， 渣油 要通過 加熱爐管， 由于受熱及反應(yīng)， 在某段爐管

25、中可能會出現(xiàn)相分離現(xiàn)象而導(dǎo)致生焦。 如何避免出 現(xiàn)相分離現(xiàn) 象或縮短渣油在這段爐管中的停留時間對減少爐管內(nèi)結(jié)焦、 延長開工周期是十分重要的。 又 如在降低燃 料油粘度的減粘裂化過程中，若反應(yīng)深度控制不當(dāng)，引起分相、分層現(xiàn)象，對生產(chǎn)合格燃料 油也是不允 許的。 3.2.3 焦化的分餾原理 焦化分餾的目的主要是通過精餾過程， 將焦炭塔反應(yīng)產(chǎn)物分成汽油、 柴油、 蠟油和富氣等組 分，作 為下游裝置的原料。 焦化分餾的原理即為油品精餾原理， 不同之處的是焦化分餾塔只有汽化段和精餾段， 沒有提 餾段的 “半截塔”。 精餾原理：一種相平衡分離過程，其重要的理論基礎(chǔ)是汽 - 液相

26、平衡原理，即拉烏爾定律。 Pa=Pa OXA ； P B=PB OXB=PB O（ 1-XA） 式中： PA、Pb——溶液上方組份A及B的飽和蒸汽壓。 PA O、 PB o——純組份A及B的飽和蒸汽壓。 篇、Xb——溶液中組份A及B的摩爾分率。 此定律表示在一定溫度下，對于那些性質(zhì)相似，分子大小又相近的組份（如甲醇、乙醇）所 組成的 理想溶液中， 溶液上方蒸汽中任意組份的分壓， 等于此純組份在該溫度下的飽和蒸汽壓乘以 它在溶液中 的摩爾分率。 精餾過程是在裝有很多塔盤的精餾塔內(nèi)進(jìn)行的。 焦炭塔反應(yīng)油氣從分餾塔底部進(jìn)入精餾塔的 蒸發(fā) 段， 經(jīng)與塔底循環(huán)回流油充

27、分換熱， 部分重組分冷凝成液相流向塔底， 而沒冷凝的油氣繼續(xù) 上升與下降 的液體回流在塔盤上充分接觸，氣相部分中較重的組份冷凝，液相部分中較輕的組份汽化。 因此，油氣 中易揮發(fā)組份的含量將因液體的部分汽化， 使液相中易揮發(fā)組份向氣相擴(kuò)散而增多； 油氣中 難揮發(fā)組份 的含量因氣體的部分冷凝， 使氣相中難揮發(fā)組份向液相擴(kuò)散而增多。 這樣， 同一層板上互相 接觸的氣液 兩相就趨向平衡。它們之間的關(guān)系可用拉烏爾定律說明。通過多次這樣的質(zhì)量、熱量交換， 就能達(dá)到精 餾目的。 以下就是一層塔盤上汽 - 液交換的詳細(xì)過程。 10 L 與 L ’ 液相 V與V’汽相 n - 1

28、層 n層 n + 1 層 V L V L 如圖所示，當(dāng)油汽（V）上升至n層塔盤時，與從（n+1）層塔盤下來的回流液體（L）相遇, 由于上 升的油氣溫度高， 下流的回流溫度較低， 因此高溫的油氣與低溫的回流接觸時放熱， 使其中 高沸點(diǎn)組份 冷凝。同時，低溫的回流吸熱，并使其中的低沸點(diǎn)組份汽化。這樣，油氣中被冷凝的高沸點(diǎn) 組份和未被 汽化的回流組成了新的回流（L）。從n層下降為（n-1 ）層的回流中所含高沸點(diǎn)組份要比 降至n層塔盤 的回流中的高沸點(diǎn)組份含量多，而上升至（ n+1 ）層塔盤的油氣中的低沸點(diǎn)組份含量要比上 升至n層的油 氣中低沸點(diǎn)組份含量多。 同樣

29、類似地離開（n+1）層塔盤的油汽，還要與（n+2）層下來的回流進(jìn)行熱量、質(zhì)量交換。 原料在 每一塊塔盤上就得到一次微量的分離。 顯然， 如果有極多個塔盤的話， 使原料能分離出純度 很高的產(chǎn)品。 3.2.4 吸收解吸基本原理 在吸收過程中，相際傳質(zhì)是由三個步驟串聯(lián)組成： a） 溶質(zhì)由氣相主體傳遞到氣、液相界面，即氣相與界面間的對流傳質(zhì)； b） 溶質(zhì)在相界面上的溶解，進(jìn)入液相； c） 溶質(zhì)由界面?zhèn)鬟f到液相主體，即界面與液相間的對流傳質(zhì)。對于吸收過程的機(jī)理，一般 用雙膜 理論進(jìn)行解釋，雙膜理論的基本論點(diǎn)如下： 1） 相接觸的氣、 液兩相液體間存在著穩(wěn)定的相界面， 界面兩側(cè)各有一

30、很薄的有效層流膜層， 溶質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過此兩膜層； 2） 界面上的氣、液兩相呈平衡狀態(tài)； 3） 在膜層以外的氣、液兩相主體區(qū)無傳質(zhì)阻力，即濃度梯度（或分壓梯度）為零。 雙膜理論把整個相際傳質(zhì)過程簡化為溶質(zhì)通過兩層有效膜的分子擴(kuò)散過程， 把復(fù)雜的相際傳 質(zhì)過程 大為簡化。該理論可用于具有固定相界面的系統(tǒng)及流速不高的兩相流體間的傳質(zhì)過程。 吸收塔的吸收過程屬于物理吸收，是利用氣體混合物中各組分在液體吸收劑中的溶解度不 同，氣體 混合物中溶解度大的組分被部分吸收溶解于吸收溶劑中而得到分離。 該吸收過程的吸收的推 動力是該組 分在氣相的分壓與組分在液相中的分壓之差， 決于氣相

31、中 組分的分壓是大于還是小于溶液中的平衡分壓。 壓，而降低 溫度則可降低液相溶劑中溶劑組份的平衡分壓， 此差值在達(dá)到平衡狀態(tài)時為零， 傳質(zhì)的方向取 由于提高操作壓力有利于提高溶質(zhì)的氣相分 提高壓力和降低操作溫度， 有利于提 供吸收推動 力，也即有利于吸收過程的進(jìn)行。 解吸是吸收的逆過程， 其主要目的是使吸收液中的部分氣體溶質(zhì)釋放出來， 達(dá)到溶質(zhì)的分離。 解吸 過程由于受工藝流程設(shè)置限制， 采用提高溶液溫度的方法， 來促進(jìn)吸收逆過程。 通過提高溶 液溫度來提 高溶液中溶質(zhì)組份的平衡分壓，使溶液的溶質(zhì)平衡分壓大于氣相中溶質(zhì)組份分壓（主要為 C2 及以下組 份），實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)組

32、份的分離。 3.2.5 化工助劑 3.2.5.1 緩蝕劑使用機(jī)理和作用 11 緩蝕劑是一種能夠起到減緩腐蝕作用的物質(zhì)， 有時被稱為腐蝕阻抑劑， 即阻止和抑制腐蝕的 物質(zhì)。 緩蝕劑分為低溫緩蝕劑和高溫緩蝕劑兩種。 1.1.1.1.1 低溫緩蝕劑 低溫緩蝕劑有一定的局限性。 首先是在溫度低于 149 ℃時， 低溫緩蝕劑可有一定的緩蝕效果， 但溫 度再高時， 低溫緩蝕劑的性質(zhì)有所變化， 當(dāng)溫度到 233℃以上時， 低溫緩蝕劑就不起作用了。 塔頂注入的低溫緩蝕劑， 多是油溶性成膜型的物質(zhì)。 劑體上帶有極性基團(tuán)， 它能吸附在設(shè)備 金屬的 表面上， 形成一層單分子抗水性保護(hù)膜。

33、這層保護(hù)膜和溶液中的氫離子作用， 生成帶正電荷 的離子，其 反應(yīng)式為：RNH2+H+ - RH3+ （胺類緩蝕劑） 由于這種離子對溶液中的氫離子 （HCl和H2s軍離后的氫離子）有強(qiáng)烈的排斥作用， 阻止了氫 離子對 金屬設(shè)備的靠近，從而減緩了 HCl和H2s勺作用，這種胺類緩蝕劑在 HC1-H2S-H2cm的腐蝕作 用中，起到 了緩蝕的效果。 另外， 緩蝕劑的表面活性作用能減少沉積物與金屬表面的結(jié)合力， 使沉積物 疏松，為清 洗帶來了方便。 低溫緩蝕劑品種繁多， 性質(zhì)差異很大， 對設(shè)備的保護(hù)能力受多種因素的影響。 其主要因素有： 緩蝕 劑的化學(xué)組成及性質(zhì)，注入時的濃度和

34、溫度，塔頂流體的 pH直和管線內(nèi)物流的流速等等。 在工業(yè)裝置上， 由于塔頂餾出線較粗， 低溫緩蝕劑注入后如不能均勻分布， 則雖有緩蝕劑但 防腐效 果并不好。所以緩蝕劑的充分溶解、均勻分布是很重要的。 低溫緩蝕劑的注入部位在塔頂餾出線的水平管段上。 在適宜的溫度下 （不同的緩蝕劑有不同 的溫度 要求），還要求物流有適當(dāng)?shù)?pH直。當(dāng)pH值過低或過高，緩蝕劑會起變化而失效。一般情況 下，要求 pH 值在7?9.0之間，但不同的緩蝕劑都有最佳 pH直范圍。 本裝置的低溫緩蝕劑主要使用在分餾塔頂油氣出口線和氣壓機(jī)二段出口線， 以減緩分餾塔油 氣線、 空冷管束、換熱器及氣壓機(jī)二段出

35、口空冷管束、換熱器等設(shè)備的腐蝕速度。 1.1.1.1.2 高溫緩蝕劑 高溫緩蝕劑是主要為控制石油加工過程中的高溫環(huán)烷酸腐蝕的緩蝕劑， 該高溫酸緩蝕劑以 高分子 量、高沸點(diǎn)、高溫穩(wěn)定性好的有機(jī)物為原料， 其中不含干擾下游加工工藝（如催化裂化以及 加氫裂化、 精制等）催化劑活性的元素。 高溫緩蝕劑可在煉油裝置的轉(zhuǎn)油線以及塔壁等形成一層粘力很強(qiáng)的保護(hù)膜， 該保護(hù)膜不會被 介質(zhì)中 的油類溶解，能與金屬表面的Fe形成強(qiáng)有力的絡(luò)合物保護(hù)膜，該保護(hù)膜在該溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定。 該穩(wěn)定的 保護(hù)膜能有效的將環(huán)烷酸等有機(jī)酸與金屬表面隔離， 達(dá)到保護(hù)設(shè)備控制環(huán)烷酸高溫腐蝕的目 的。 高溫緩蝕劑的

36、應(yīng)用主要分為兩個階段： 開始加注初期： 在設(shè)備表面快速形成保護(hù)膜， 需加注 量為相 對介質(zhì)的30- 50Ppm （根據(jù)酸值高低調(diào)整），正常加注期主要是為了修補(bǔ)被介質(zhì)沖刷破壞的 保護(hù)膜，加 注量降低至 5-15ppm。 高溫環(huán)烷酸腐蝕是一種涉及原油加工過程酸值、 流速、 流態(tài)、 溫度等多種影響因素的物理化 學(xué)過程， 因此選擇加注位置非常重要， 主要加注在環(huán)烷酸腐蝕嚴(yán)重區(qū)域的前面， 注入點(diǎn)為原料灌罐底 抽出以及分 餾塔塔底抽出。 3.2.5.2 消泡劑使用機(jī)理 消泡的機(jī)理是將產(chǎn)品噴灑在油料泡沫上時， 由于它同氣的表面張力和油的界面張力都低而迅 速擴(kuò) 展， 使液膜局部變薄而

37、導(dǎo)致泡沫破壞； 抑泡的機(jī)理是在產(chǎn)品注入油料后， 快速滲透到泡的表 面，可有效 地降低接觸點(diǎn)的表面張力，在泡外皮引起一個薄弱點(diǎn)，從而引起破泡，抑制泡沫生成。 本裝置消泡劑主要使用在焦炭塔頂部， 主要作用是通過注入消泡劑， 降低焦炭塔中泡沫層的 高度， 減少因泡沫攜帶對分餾塔底和加熱爐管結(jié)焦的危害。 3.2.5.3 阻焦劑使用機(jī)理 阻焦劑具有抗氧性能，抗氧劑有兩種類型，一是鏈反應(yīng)終止型，如酚型或胺型，這類物質(zhì)可 提供一 個活潑原子給過氧基使之生成較穩(wěn)定的化合物， 而使鏈中止。 二是過氧化物分解型， 如抗氧 抗腐劑。 其次， 阻焦劑還應(yīng)具有金屬鈍化功能， 能與渣油中的金屬離子反應(yīng)

38、形成穩(wěn)定的絡(luò)合物， 由此 反應(yīng)形 成的絡(luò)合物，不會催化脫氫縮合反應(yīng)和氧化鏈反應(yīng)。 12 另外， 阻焦劑還具有清潔分散性能， 一旦有少量積垢或腐蝕產(chǎn)物形成， 能阻止它們聚集，以 限制顆 粒增大而沉積。 清潔分散劑還具有： (1) 酸中和作用： 中和渣油中的有機(jī)酸，防止其對金屬設(shè)備的腐蝕。 (2) 增溶作 用： 能將本來在油中不能溶解的固體或液體溶質(zhì)增溶于分散劑中。 在使用過程中， 它將含羥 基、羰基、 羧基的含氧化合物，增溶到膠束中，形成液體，防止進(jìn)一步氧化與縮合。 (3) 洗滌作用：將 已經(jīng)吸附在 設(shè)備上的漆膜和積炭洗滌下來，分散在油中，使金屬表面保持清潔。 阻焦劑

39、中還有成膜劑， 它是一種表面活性劑， 分子一端帶有極性基團(tuán)， 另一端為油溶性的烴 基基團(tuán)， 對金屬表面具有很強(qiáng)的親和力， 能牢固地吸附在金屬表面上， 使金屬表面上形成一層保護(hù)膜， 防止磨損。 另外，阻焦劑中還含有防銹劑，使金屬不被氧及水銹蝕。 本裝置阻焦劑主要注入在分餾塔底循油返塔入口處， 以減緩分餾塔底抽出管線及加熱爐管的 結(jié)焦。 3.3 技術(shù)特點(diǎn) 采用一爐二塔的工藝路線。 加熱爐采用國內(nèi)先進(jìn)的雙輻射室多火嘴臥管立式爐， 并采用雙面 輻射、 多點(diǎn)注汽、雙向燒焦及在線清焦等技術(shù)。加熱爐的熱效率可達(dá) 92% 。加熱爐火嘴采用扁平焰 低NOx火嘴， 以減少對環(huán)境的污染。焦炭

40、塔實(shí)現(xiàn)大型化，采用的直徑達(dá) ①8600。 3.3.1 分餾塔底部分換熱循環(huán)，并加強(qiáng)過濾除去焦粉，緩和爐管結(jié)焦及塔底油溫度穩(wěn)定。 3.3.2 采用高效的梯型浮閥塔板， 提高分餾的操作彈性， 更適合優(yōu)化分餾塔的操作工況。 設(shè) 柴油、中段 油、蠟油和原料渣油的換熱器，盡可能的利用分餾塔的過剩熱來加熱原料，提高熱利用率。 同時由于原 料和中段油、蠟油、柴油均有換熱，便于分餾塔取熱比例的調(diào)整和換熱后渣油溫度的控制。 在工藝流程 設(shè)計(jì)中，采用分餾塔內(nèi)直接換熱和餾分油外循環(huán)的技術(shù)調(diào)節(jié)循環(huán)比。 ( 1 ) 采用放空塔密閉排放技術(shù)，減少焦炭塔吹汽對環(huán)境的污染，并能使污油回用。 ( 2 ) 焦

41、炭塔采用無堵焦閥暖塔工藝流程，縮短了焦炭塔的油氣預(yù)熱時間， 配設(shè)甩油罐，避 免預(yù)熱時 甩油拿不凈，切換四通閥引起突沸的問題。 （ 3 ） 加熱爐采用煙氣預(yù)熱空氣， 提高爐子的熱效率。 設(shè)置加熱爐的余熱回收系統(tǒng)及加熱爐 進(jìn)料量和 爐膛溫度檢測與燃料氣控制的聯(lián)鎖控制。 （ 4 ） 焦炭塔采用雙塔單井架水力除焦方式，節(jié)省約 20%的鋼材。 （ 5 ） 焦炭塔水力除焦系統(tǒng)采用先進(jìn)的 PLC 安全自保聯(lián)鎖系統(tǒng)。 該技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)水力除 焦工作的 順利進(jìn)行和安全操作。 （ 6 ） 富氣采用壓縮吸收的工藝技術(shù)方案， 粗汽油采用穩(wěn)定處理 , 以減少汽油中輕烴的夾帶， 以利于 罐區(qū)的安

42、全操作。 （10） 冷焦水處理采用罐式隔油分離、旋流離心分離和密閉冷卻的工藝技術(shù)，減少占地和環(huán) 境污染。 （11） 切焦水處理采用高速離心分離、過濾、罐式貯存等技術(shù)，減少占地和環(huán)境污染。 4 工藝過程說明及流程圖 4.1 工藝過程說明 4.1.1 焦化部分 焦化原料主要來自常減壓蒸餾裝置或罐區(qū)， 也可以處理催化油漿， 丙烷瀝青， 掃線油等重油， 首先 經(jīng)柴油-原料油換熱器（E-7104/1?4）換熱到200c后進(jìn)入原料緩沖罐（D-7101）,然后由 原料泵 （P-7101/1 、 2）抽出，先送經(jīng)中段回流 - 原料油換熱器（ E-7106/1 、 2）換熱至 230℃，再

43、經(jīng) 蠟油 - 原料 油換熱器（E-7107/1?4）,被換熱到295c后進(jìn)入分儲塔（C-7102）下段換熱洗滌區(qū)，在此 與來自焦炭 塔（C-7101/1、2）的熱油氣（420C）接觸換熱，原料油中蠟油以上重儲分與熱油氣 （420C） 中的被 冷凝下來的循環(huán)油一起流入分餾塔底， 塔底焦化油在 340℃左右用加熱爐進(jìn)料泵 （ P-7102/1 、 2）抽出， 分為四路在流量控制下進(jìn)入加熱爐對流段， 轉(zhuǎn)經(jīng)加熱爐輻射段被快速升溫到 496?500℃o加 熱爐每路 各設(shè)有 3 個注汽點(diǎn)， 分別在對流入口、 對流轉(zhuǎn)輻射及爐出口倒數(shù)第 4 根爐管， 采用 3.5MPa 蒸 汽按比例 注

44、入。加熱爐出口的兩相高溫物流經(jīng)四通閥進(jìn)入焦炭塔底部。 13 焦化油在焦炭塔內(nèi)由于高溫長時間停留， 發(fā)生裂解、 縮合等一系列反應(yīng)。 反應(yīng)生成的焦炭聚 結(jié)在焦 炭塔內(nèi)，反應(yīng)生成的油氣自焦炭塔頂逸出，進(jìn)入分餾塔。 從焦炭塔頂逸出的熱油氣 （ 420 ℃） 進(jìn)入分餾塔換熱段， 通過 6 層換熱洗滌板與 295 ℃的原料 油及 蠟油或重蠟油直接換熱， 循環(huán)油流入塔底， 其余大量油氣上升經(jīng) 6 層換熱板， 進(jìn)入重蠟油集 油箱，重蠟 油集油箱以上分餾段， 從下往上分餾出重蠟油、 蠟油、 柴油、 汽油和富氣。 以換熱洗滌板 1 層 塔板下氣 相溫度控制調(diào)節(jié) 1 層及 6 層原料油進(jìn)料比例

45、。 換熱洗滌板 6 層用蠟油或重蠟油做回流， 在降 低循環(huán)比的 同時，增加換熱洗滌板液相量，保證洗滌效果?？刂浦叵炗图拖湎聹囟炔怀^ 395 ℃。 分餾塔重蠟油集油箱內(nèi)重蠟油 （405℃） 由循環(huán)油泵 （ P-7112/1 、 2） 抽出后， 返回分餾塔 3 層 作循 環(huán)油或集油箱下油氣洗滌油。 分餾塔蠟油集油箱內(nèi)蠟油（ 365℃）由蠟油泵（ P-7104/1 、 2）抽出，一部分返回分餾塔蠟油 集油箱 下做為熱回流以控制蠟油集油箱板下氣相溫度，從而控制蠟油干點(diǎn)；其余送經(jīng)蠟油泵 （ P-7104/1 、 2 ） 抽出直接到蠟油-原料油換熱器（E-7107/1?4）降溫至2

46、60c后，經(jīng)蠟油蒸汽發(fā)生器（ER-7102） 發(fā)蒸 汽后降溫到 220 ℃， 再分成三路， 一路至焦炭塔頂作急冷油； 一路返回分餾塔第 8 層作回流； 另一路經(jīng) 蠟油 -除氧水換熱器（ E-7108/1 、 2）后，溫度降為 173.8 ℃，又分成二路，一路到放空塔作 沖洗油，另 一路經(jīng)蠟油 -軟化水換熱器 （E-7109） 冷到 159.3 ℃、 經(jīng)蠟油水冷器 （E-7110/1 、 2） 冷到 90℃ （熱聯(lián)合 時控制 140℃） ， 又分成三路， 一路返回 C-102 第8 層作冷回流； 一路蠟油至封油罐 （ D-7105） 作為高 溫泵用封油；其余在蠟油集油箱液位控

47、制下送出裝置。 中段回流（ 325℃）從分餾塔 15 層塔板上抽出，由中段回流泵（ P-7105/1 、 2），抽送中段 回流 - 原 料換熱器（ E-7106/1 、 2）降溫至 250℃，至穩(wěn)定塔底重沸器（ E-7212 ）作熱源降溫至 200℃ 后，返回焦 化部分至再經(jīng)蒸汽發(fā)生器（ER-7101）,降溫至190c后返回分儲塔18層塔板作回流。 柴油集油箱內(nèi)柴油（ 238℃）由柴油泵（ P-7106/1 、 2）抽出，送經(jīng)柴油 -原料油換熱器 （E-7104/1 ? 4.1.2 再去解吸塔底重沸器 （ E-7203/1 ） ， 一股在流量控制下與富吸收柴油混合返回分餾塔 （

48、 20、 23 層） 做為熱回流，其余再經(jīng)柴油空冷器（ A-7103/1?4）后分為三路；一路在柴油集油箱液控下 出裝置，一 路與富吸收柴油混合后回分餾塔（ 20、 23 層），另一路送至柴油吸收部分經(jīng)貧吸收柴油冷 卻器（ E-7213） 冷卻到 40℃，經(jīng)柴油吸收泵（ P-7217/1 、 2）后，打入柴油吸收塔作為富氣吸收劑用，自柴 油吸收塔底 返回的富吸收柴油經(jīng)頂循油 - 富吸收油換熱器（ E-7105/1 、 2）與頂循環(huán)汽油換熱后和自 E-7203/1 來的 一股柴油一起，也作為分餾塔柴油回流返回塔 20、 23 層塔板。柴油及富吸收柴油混合后返 塔溫度為 15

49、2 ℃。 為了保證來自系統(tǒng)的燃料氣（或自產(chǎn)瓦斯）進(jìn)入加熱爐火嘴前不帶凝液，同時利用能量，燃 料氣與 分餾塔的頂循環(huán)回流（ 130℃）經(jīng)頂循環(huán)回流 -瓦斯氣換熱器（ E-7102 ）換熱至 110℃。換熱 后的頂循環(huán) 回流油溫度降為 126.4 ℃，由分餾塔頂循環(huán)回流泵（ P-7107/1 、 2）抽送經(jīng)頂循油 - 富吸收油 換熱器 （E-7105/1、2）與富吸收柴油換熱，再去頂循環(huán)軟化水換熱器（ E-7103）、頂回流空冷器 （A-7102/1 ? 4）、頂循環(huán)冷卻器（ E-7103/1 ）冷卻到 55 ℃返回分餾塔，從而控制分餾塔頂溫度。 分餾塔頂油氣（注緩蝕劑及注水

50、）經(jīng)分餾塔頂空冷器（ A-7101/1-6 ），并經(jīng)分餾塔頂后冷器 （E-7101/1?4）冷到40C,流入分儲塔頂氣液分離罐（ D-7102）,在罐內(nèi)分出的汽油在分 液罐液控下 由汽油泵（ P-7108/1 、 2）送去穩(wěn)定部分；焦化富氣經(jīng)壓縮機(jī)入口富氣分液罐（ D-7201 ）脫 液后進(jìn)入富 氣壓縮機(jī)。分餾塔頂氣液分離罐分水包分出的含硫污水用含硫污水泵（ P-7114/1 、 2）在界 面控制下部 分送出裝置，部分注入 A-7101和A-7201前作洗滌水。 焦炭塔吹汽、冷焦產(chǎn)生的大量高溫 O 200 C）蒸汽及少量油氣進(jìn)入放空塔（ C-7103）,從 頂部打入 蠟油餾

51、分，洗滌油氣中的柴油以上重餾分。塔底重油用放空塔底泵（ P-7115/1 、 2）抽出， 送經(jīng)放空塔 底油及甩油冷卻器（ E-7113/1 、 2）冷卻后，一部分作為放空塔頂回流，控制頂部氣相溫度 190℃左右， 另一部分在液面控制下送出裝置。放空塔頂油氣及大量蒸汽直接進(jìn)入放空塔頂空冷器 （A-7104/1 ?8）、 后冷器（E-7112/1?4）冷到40c進(jìn)入塔頂氣液分離罐（D-7103）。分出的污油、污水由泵 （ P-7116/1 、 2）送至甩油線出裝置線或由泵（ P-7116/1 、 2）送至焦炭塔冷焦水放水線 , 流進(jìn)溢流儲水罐 （ D-7401 ） 和放空儲水罐

52、（ D-7402 ）。 焦炭塔預(yù)熱時產(chǎn)生的甩油進(jìn)入甩油罐（ D-7106）,經(jīng)甩油泵（P-7113/1、2）抽出送至放空 塔底油及 甩油冷卻器 （E-7113/1 、 2） 冷卻后， 送出裝置或送至分餾塔 （C-7102） 或原料緩沖罐 （D-7101） 回?zé)挕? 14 不凝氣排入瓦斯放火炬系統(tǒng)。 4.1.3 吸收穩(wěn)定部分 自2#焦化裝置來的富氣經(jīng)焦化富氣壓縮機(jī)（ K-7201 ）升壓到 1.3MPa ，然后經(jīng)富氣空冷器 （ A-7201/1 、 2），冷卻到 60℃后，與汽油吸收塔（ C-7201 ）底富吸收油及脫吸塔（ C-7202 ）頂氣混合進(jìn) 入飽和吸收 油冷卻器

53、（ E-7201 ），冷卻到 40℃進(jìn)入焦化富氣平衡罐（ D-7202 ），分液后的氣體進(jìn)入汽油 吸收塔 （ C-7201 ） ， 用 1#焦化來的粗汽油作為吸收劑， 用穩(wěn)定汽油作為補(bǔ)充吸收劑增加對富氣中 C3、 C4 的吸 收。為提高吸收率， 汽油吸收塔設(shè)兩個中段回流。 汽油吸收塔頂?shù)母蓺馊ゲ裼臀账?經(jīng)柴 油吸收脫去 氣體中的汽油后出裝置去脫硫， 塔底富吸收柴油在塔底液面控制閥控制下自壓返回焦化分餾 塔作回流。 富氣平衡罐 （D-7202 ）平衡后的汽油自罐底作為脫吸塔進(jìn)料經(jīng)脫吸塔進(jìn)料泵 （ P-7203/1 、 2） 抽送 一路與穩(wěn)定塔底的穩(wěn)定汽油經(jīng)脫吸塔進(jìn)料—穩(wěn)定

54、汽油換熱器 （ E-7206 ） 換熱至 90℃后進(jìn)脫吸 塔的第 7層 塔板， 另一路不經(jīng)換熱直接去脫吸塔頂控制脫吸塔頂部溫度； 在塔中脫除富吸收汽油中的 C1、 c2a 份。 脫吸塔底脫乙烷汽油通過穩(wěn)定塔進(jìn)料泵 （ P-7204/1 、 2） 抽送經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料 -穩(wěn)定汽油換熱器 （ E-7205 ） 換熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔（ c7-203 ）第 20 、 24、 28層。穩(wěn)定塔頂氣經(jīng)穩(wěn)定塔頂冷凝器（ E-7204/1 、 2）冷卻至 40℃后進(jìn)入穩(wěn)定塔頂回流罐（ D-7208 ），罐中的液態(tài)烴由穩(wěn)定塔頂回流泵（ P-7205/1 、 2） 送出后分為 兩股，一部分作為回流返回穩(wěn)

55、定塔頂控制液態(tài)燒中的 C5含量，另一部分液態(tài)燒經(jīng)液面控制 閥去脫硫裝 置。穩(wěn)定塔底的穩(wěn)定汽油依次經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料—穩(wěn)定汽油換熱器 （ E-7205 ）、脫吸塔中間重沸 器（ E-7203/2 ）、 脫吸塔進(jìn)料 - 穩(wěn)定汽油換熱器（ E-7206 ）換熱后經(jīng)過穩(wěn)定汽油空冷器（ A-7202 ）、穩(wěn)定汽油 冷卻器（ E-7217） 冷卻至 40℃，一部分穩(wěn)定汽油由補(bǔ)充吸收劑泵（ P-7216/1 、 2）打入汽油吸收塔第 40層作補(bǔ) 充吸收劑， 另一部分穩(wěn)定汽油經(jīng)穩(wěn)定塔液面控制閥出裝置。 4.1.4 冷焦水系統(tǒng) 焦炭塔運(yùn)行到冷焦時，開啟冷焦水給水泵（ P-7130/1 、 2），從

56、冷焦水儲水罐（ D-7403 ）將 冷焦水送 入焦炭塔進(jìn)行冷焦， 焦炭塔溢流及放空水排入溢流儲水罐 （ D-7401 ） 、 放空儲水罐 （ D-7402 ） ， 浮油浮至 水面，粉焦沉至罐底，兩罐中的水經(jīng)冷焦熱水泵（ P-7131/1 、 2）加壓后進(jìn)離心分離器 （M-7401/1 、 2）， 使油和水與焦粉分離， 油和水進(jìn)旋流分離器 （ M-7403/1 、 2） ， 分出的油進(jìn)污油罐 （ D-7405） ， 水則經(jīng)過 空氣冷卻器A-301后回冷焦水儲水罐（D-7403）重復(fù)使用。溢流儲水罐（D-7401）、放空儲 水罐（ D-7402 ） 中的浮油與旋流出的污油一起流

57、入污油罐（ D-7405）,脫水后污油通過污油泵（P-7134/1、 2）一部分送 至全廠污油罐， 一部分返回污油罐 （D-7405） 。污油罐 （ D-7405） 中的水排入含油污水。 D-7401、 D-7402、 D-7403 中的焦粉與離心分離器（ M-7401/1 、 2）分離出的焦粉一道進(jìn)入粉焦池（ V-7131 ）經(jīng) 由粉焦泵 （ P-7133/1 、 2 ）回到儲焦池。 4.1.5 切焦水系統(tǒng) 從焦炭塔排出的焦炭和切焦水入儲焦池后， 切焦水先進(jìn)入一二次沉淀池， 經(jīng)過自然沉淀， 大 顆粒粉 焦沉淀后，水在池內(nèi)通過三道格網(wǎng)攔截漂浮物，進(jìn)入切焦水提升泵吸水池（ V

58、-7134 ），然后 通過切焦水 提升泵（ P-7132/1 、 2）將水送入離心分離器（ M-7402/1 、 2），分離后的油水進(jìn)入切焦水儲 水罐（ D-7404 ）， 經(jīng)靜置除油后，將切焦水通過高壓水泵 （P-7120 ）將水提高壓力至29MPa后送至焦炭塔除焦。 而由離心 分離器（ M-7402/1 、 2）分離出的焦粉與切焦水儲水罐（ D-7404 ）的沉積焦粉一道進(jìn)入粉焦 池（ V-7131 ） 經(jīng)由粉焦泵（ P-7133/1 、 2）回到儲焦池。 此外，裝置機(jī)泵冷卻回水可作為切焦水系統(tǒng)補(bǔ)充用水。 4.1.6 除焦系統(tǒng) 焦炭塔生焦到一定高度后停止進(jìn)料切換到另一

59、個焦炭塔進(jìn)行生焦。 焦炭塔在停止進(jìn)料后， 即 進(jìn)行小 吹汽 1 小時，汽提油氣到分餾塔，接著進(jìn)行大吹汽 3 小時，汽提油氣到放空系統(tǒng)，然后進(jìn)行 水冷卻，當(dāng) 塔內(nèi)石油焦溫度降到 100℃以下時，放掉冷卻水。 水力除焦是利用高壓水噴射的動能沖擊塔內(nèi)焦炭， 使其破碎成小塊而被清除出塔。 啟動高壓 水泵將 循環(huán)水升壓到28?30MPa經(jīng)高壓水管線送到有井架除焦系統(tǒng)進(jìn)行除焦。除焦過程分為兩個 階段：第一 15 階段為鉆孔， 由除焦器的一個底噴嘴和三個擴(kuò)孔噴嘴噴出高壓水流自上而下將焦層中間通道 擴(kuò)大；第二 階段為切焦， 利用除焦器上四個水平噴嘴， 上下往復(fù)噴出高壓水流， 自上而下地分

60、層將焦炭 全部除凈。 焦炭與水由塔底經(jīng)卸蓋機(jī)保護(hù)筒和溜焦槽流入貯焦場，貯焦場內(nèi)焦炭由橋吊 （16 噸 ） 按品種 堆放。含焦 污水經(jīng)格柵自流入沉降池，經(jīng)沉淀焦粉后去切焦水密閉系統(tǒng)被循環(huán)使用。 成品焦炭由橋吊抓上火車廂運(yùn)走。 4.1.7 脫臭系統(tǒng) 冷焦水罐（ D-7401 、 D-7402 ）在焦炭塔冷焦操作中改水冷焦和溢流時，會對外排放惡臭廢 氣，廢 氣中含有硫化氫、 烴等多種惡臭成份， 對罐區(qū)及其附近裝置區(qū)的環(huán)境造成嚴(yán)重影響。 本惡臭 處理系統(tǒng)就 是通過對惡臭氣體進(jìn)行堿洗和吸收劑吸收處理， 降低廢氣中的硫化氫等惡臭成份， 減少對周 圍環(huán)境的污 染。 冷焦水罐（ D

61、-7401 、 D-7402 ）罐內(nèi)所產(chǎn)生的惡臭氣體經(jīng)過引風(fēng)系統(tǒng)引入惡臭處理系統(tǒng)，先 通過油 水分離器 M-7301 進(jìn)行水氣分離，然后進(jìn)入旋流塔底 C-7301 ，在旋流塔中，惡臭氣體螺旋上 升，與頂部 噴淋下來的堿液進(jìn)行接觸、反應(yīng)除去部分硫化氫。 經(jīng)堿液洗滌后的氣體經(jīng)噴射泵 P-7303/1 （ 2 ）進(jìn)入堿液儲罐 D-7301 ，在堿液儲罐內(nèi)，氣體與 堿液分離后 進(jìn)入旋流塔 C-7302 底， 在塔內(nèi)惡臭氣體繼續(xù)螺旋上升， 與塔頂部噴淋下來的吸收劑所產(chǎn)生的 液膜進(jìn)行接 觸、反應(yīng)。 由于旋流塔內(nèi)有若干層旋流板，在旋流板的作用下，吸收劑在每層旋流板都會產(chǎn) 生液膜，從 而達(dá)到了層層降膜，層層吸收的效果。吸收完的氣體經(jīng)噴射泵 P-7304/1 （ 2 ）進(jìn)入吸收劑儲 罐 D-7302 , 在吸收劑儲罐內(nèi)，氣體與吸收劑分離后通過管道到排氣筒 VT-7301 放空。 4.2 工藝原則流程圖 見附圖 -1 4.3 控制流程圖 4.4 主要DCS流程圖 流程 __