石油的熱轉(zhuǎn)化工程學(xué)習(xí)教學(xué)ppt課件-石油煉制工程-熱加工過程

第七章石油的熱轉(zhuǎn)化過程第七章指靠熱的作用，將重質(zhì)原料油轉(zhuǎn)化成氣體、輕質(zhì)燃料油或焦炭的工藝過程。

重質(zhì)原料油氣體輕質(zhì)燃料油焦炭指靠熱的作用，將重質(zhì)原料油轉(zhuǎn)化成氣體、輕質(zhì)燃料熱加工過程分類熱裂化：1913年工業(yè)化，后逐漸被催化裂化取代。高溫?zé)峤猓河奢p烴或輕質(zhì)油生產(chǎn)乙烯的主要過程。焦炭化、減粘裂化：屬渣油熱加工過程，至今仍得到廣泛應(yīng)用。熱加工過程分類熱轉(zhuǎn)化過程的意義1、特點(diǎn)原料適應(yīng)性大，VGO，VR，雜質(zhì)；不要Catalyst或Solvent；投資少，設(shè)備簡單，操作費(fèi)用低；產(chǎn)品性質(zhì)不理想，要精制。利用熱的作用，使油料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而達(dá)到加工目的。有別于催化方法和溶劑方法。

熱轉(zhuǎn)化過程的意義1、特點(diǎn)利用熱的作用，使油料2、意義：使石油中的重質(zhì)部分（VGO，VR）轉(zhuǎn)化成適合使用要求的石油產(chǎn)品。如高粘高凝的VR→燃料油；低價值重質(zhì)油→高價值輕質(zhì)油。3、占有重要地位：世界范圍而言，占重質(zhì)油加工量2/3。Visbreaking多用于稠油輸送前的粘度降低，為FCC或加氫裂化工藝提供原料。提供FCC原料，Visbreaking，ART。直接加工渣油，Delayedcoking：車用燃料和焦炭。

2、意義：總之，熱加工優(yōu)點(diǎn)：流程簡單，投資少，操作安全，可適應(yīng)于任何原料。缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)品質(zhì)量差?？傊?，熱加工世界熱加工的發(fā)展概況及未來趨勢

綜觀早期的石油煉制方法：熱加工。綜觀熱加工歷史：規(guī)模大，方法簡單，成本和耗能低，經(jīng)濟(jì)效益高――現(xiàn)代煉油工業(yè)中熱加工依然立足的基本要素。熱裂化，VGO，已被淘汰減粘裂化，仍有一定生命力。Shell公司具有最先進(jìn)的技術(shù)：上流式，下流式，管爐式。世界熱加工的發(fā)展概況及未來趨勢綜觀早期的石油煉制方法：熱加延遲焦化：在高S、N、O高金屬的減渣的加工過程中，經(jīng)濟(jì)效益好。得到了長足的發(fā)展。中國熱轉(zhuǎn)化工業(yè)狀況：熱裂化消失，減粘裂化一般，延遲焦化發(fā)展較大。據(jù)有關(guān)資料顯示，到目前為止，PetroChina有延遲焦化能力1200萬噸/年，預(yù)計(jì)不久的將來將達(dá)到1600萬噸/年；而Sinopec也有延遲焦化能力1700萬噸/年，成為重質(zhì)油輕質(zhì)化的關(guān)鍵工藝之一。帶來的問題：焦化蠟油的處理、焦炭的價值、焦化汽油加氫等。延遲焦化：在高S、N、O高金屬的減渣的加工過程中，經(jīng)濟(jì)效益好1、大分子→小分子[吸熱]斷裂[自由基]2、小分子→大分子[放熱]縮合[中間相成焦]（異構(gòu)化及烯烴疊合很少）3、對重質(zhì)油（減壓渣油）為液相反應(yīng)，存在自由基“籠蔽效應(yīng)”。

熱反應(yīng)原理

1、大分子→小分子[吸熱]斷裂[自由基]熱反應(yīng)原理反應(yīng)溫度：渣油熱加工400~550℃反應(yīng)類型：（1）裂解反應(yīng)（2）縮合反應(yīng)石油的熱轉(zhuǎn)化工程學(xué)習(xí)教學(xué)ppt課件-石油煉制工程-熱加工過程大分子小分子裂解吸熱（烷烴、環(huán)烷、芳烴的烷基側(cè)鏈）大分子小分子裂解吸熱（烷烴、環(huán)烷、芳烴的烷基側(cè)鏈）小分子大分子縮合放熱（芳烴、烷基芳烴、環(huán)烷芳烴、烯烴）小分子大分子縮合放熱（芳烴、烷基芳烴、環(huán)烷芳烴、烯烴）一、各種烴類的熱反應(yīng)

1、烷烴－裂解反應(yīng)，主要有兩類：（1）C-C鍵斷裂生成小分子的烷烴和烯烴；（2）C-H鍵斷裂生成等碳數(shù)的烯烴和氫。鍵能大小決定反應(yīng)進(jìn)行的難易程度。一、各種烴類的熱反應(yīng)鍵CH3-CH3C2H5-C2H5n-C3H7-n-C3H7n-C4H9-n-C4H9i-C4H9-i-C4H9鍵能360335318310264鍵CH3-HC2H5-Hn-C4H9-Hi-C4H9-Ht-C4H9-H鍵能431410394390373烷烴中的鍵能鍵CH3-CH3C2H5-C2H5n-C3H7-i-C4H

規(guī)律性：（1）C-C鍵比C-H鍵更容易斷裂；（2）長鏈烷烴容易從中間斷裂；（3）隨分子量增大（或餾分越重），裂解易進(jìn)行；（4）異構(gòu)烷烴更易于斷裂和脫氫。規(guī)律性：2、環(huán)烷烴首先在側(cè)鏈上發(fā)生和烷烴相似的斷裂反應(yīng)，生成較小分子的烯烴或烷烴；其次才是環(huán)烷烴的脫氫和斷裂，但需要更高溫度，生成環(huán)烯、烯烴或二烯烴。2、環(huán)烷烴3、芳烴帶烷基側(cè)鏈的芳烴也發(fā)生和烷烴類似的斷裂；芳烴環(huán)非常堅(jiān)固，不能斷裂，在較高溫度下進(jìn)行脫氫縮合反應(yīng)，生成環(huán)數(shù)較多的芳烴，直至生成焦炭。3、芳烴4、環(huán)烷芳香烴（1）類型的烴類第一步為連接兩環(huán)的鍵斷裂，生成環(huán)烯烴和芳烴；在更苛刻的條件下，環(huán)烯烴進(jìn)一步破裂開環(huán)。（2）類型的烴類環(huán)烷環(huán)斷裂生成苯的衍生物；環(huán)烷環(huán)脫氫生成萘的衍生物；縮合生成高分子的多環(huán)芳香烴。4、環(huán)烷芳香烴5、烯烴直餾餾分和渣油中一般不含烯烴，一般是其它烴類熱反應(yīng)的產(chǎn)物。低溫高壓下，主要是疊合反應(yīng)，但疊合產(chǎn)物還會發(fā)生部分裂解，縮合反應(yīng)和裂解反應(yīng)交叉進(jìn)行。400℃以上，裂解反應(yīng)，與烷烴規(guī)律相似。600℃以上，烯烴縮合生成芳香烴、環(huán)烷烴和環(huán)烯烴的反應(yīng)變得重要。5、烯烴6、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)主要是多環(huán)、稠環(huán)化合物，分子中含不同長度的側(cè)鏈和環(huán)間的鏈橋，含雜原子。（1）縮合反應(yīng)生成焦炭；（2）斷側(cè)鏈、斷鏈橋反應(yīng)，生成較小的分子。6、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)組分轉(zhuǎn)化率Wt%選擇性,%氣體餾分油焦炭輕、中膠質(zhì)59.416.551.531.7重膠質(zhì)92.94.535.160.3瀝青質(zhì)98.51.525.772.8管輸油膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的熱反應(yīng)結(jié)果反應(yīng)條件：460℃、45min選擇性=產(chǎn)物產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化率組分轉(zhuǎn)化率選擇性,%氣體餾分油焦炭輕、中膠質(zhì)59.416.二、烴類熱反應(yīng)的自由基反應(yīng)機(jī)理自由基是含有未成對電子的基團(tuán)。自由基反應(yīng)歷程包括鏈的引發(fā)、鏈的增長和鏈的終止。不同烴形成自由基的特征各有不同，以正庚烷的熱裂化為例：

二、烴類熱反應(yīng)的自由基反應(yīng)機(jī)理自由基是含有未成對電1、鏈的引發(fā)：主要是C-C均裂形成自由基，鏈中部鍵能小，容易在碳鏈的中部發(fā)生均裂：1、鏈的引發(fā)：2、鏈的增長，包括：a.自由基奪氫反應(yīng)b.自由基分解反應(yīng)

2、鏈的增長，包括：b.自由基分解反應(yīng)c.自由基加成反應(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。

c.自由基加成反應(yīng)3、鏈的終止自由基可以相互結(jié)合成穩(wěn)定的分子而使鏈反應(yīng)中斷，

3、鏈的終止

三、渣油熱反應(yīng)的特點(diǎn)石油渣油是各族烴類的混合物，它們的熱反應(yīng)除了遵循前述的單體烴的反應(yīng)規(guī)律之外，還有它自己的特點(diǎn)：1、比單體烴更明顯地表現(xiàn)出平行－順序反應(yīng)的特征三、渣油熱反應(yīng)的特點(diǎn)石油的熱轉(zhuǎn)化工程學(xué)習(xí)教學(xué)ppt課件-石油煉制工程-熱加工過程產(chǎn)率(質(zhì)量分?jǐn)?shù)），％反應(yīng)時間1－原料2－中間餾分3－汽油4－裂化氣5－殘油6－焦炭產(chǎn)率(質(zhì)量分?jǐn)?shù)），％反應(yīng)時間1－原料2－中間餾分反應(yīng)產(chǎn)物的分布隨反應(yīng)深度變化：（1）作為中間產(chǎn)物的汽油和中間餾分的產(chǎn)率，在反應(yīng)進(jìn)行到某個深度時會出現(xiàn)最大值；（2）作為最終產(chǎn)物的氣體和焦炭，隨著反應(yīng)深度的增大而增大。反應(yīng)產(chǎn)物的分布隨反應(yīng)深度變化：2、渣油熱反應(yīng)時容易生焦原因：1）渣油自身含較多的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)；2)不同烴類之間的相互作用促進(jìn)了生焦反應(yīng)。2、渣油熱反應(yīng)時容易生焦芳香烴烷烴烯烴炭青質(zhì)（焦炭）膠質(zhì)、瀝青質(zhì)縮合產(chǎn)物焦炭生成過程描述芳香烴烷烴烯烴炭青質(zhì)（焦炭）膠質(zhì)、瀝青質(zhì)縮合產(chǎn)物焦炭生成過程四、中間相成焦機(jī)理（解釋縮合的化學(xué)現(xiàn)象）四、中間相成焦機(jī)理（解釋縮合的化學(xué)現(xiàn)象）1、定義：

渣油在高溫下不斷地同時發(fā)生著斷裂與縮合反應(yīng)，裂化的小分子不斷逸出反應(yīng)系統(tǒng)，而縮合反應(yīng)不斷地使渣油分子生成瀝青質(zhì)，瀝青質(zhì)以分子束或膠體顆粒的形式存在，隨著反應(yīng)深入，顆粒膠體或分子束芳香烴和極性縮聚到一定程度時，會出現(xiàn)一種與瀝青母液有明顯界面的液晶；它既有各向異性的固體特性，又有能流動、懸浮時呈球狀的液體特性。故稱為中間相（Mesophase）。1、定義：2、特性：中間相不溶于喹啉，因此在研究中常用喹啉不溶物來表征，分離。中間相小球，外觀為黑色粉末，內(nèi)部聚集著很多稠環(huán)芳烴大面積的平面結(jié)構(gòu)和一定程度的取向，排列基本整齊，有兩極渣油中生成Mesophasebeaws的快反應(yīng)組分――膠質(zhì)瀝青質(zhì)金屬；慢反應(yīng)組分――芳烴、環(huán)烷烴2、特性：3、形成過程稠環(huán)芳烴之間縮合而成熱反應(yīng)過程（斷裂和縮合同時）斷裂小分子出反應(yīng)系統(tǒng)液相部分（碳含量濃縮，C/H↑,RA↑,極性增加）稠環(huán)芳烴聚積起來（膠體顆粒，分子束，膠束）芳烴二維平面面積↑，平面之間有了一種鋪平或排齊作用膠體Particle不斷增加和增多，成為稠環(huán)比的瀝青（縮聚）（取向）3、形成過程稠環(huán)芳烴之間縮合而成熱反應(yīng)過程（斷裂和縮合同1~6nm0.6~1.5nm0.36~0.38nm1~6nm0.6~1.5nm0.36~0.38nm飽和烴分散稠環(huán)化瀝青分散芳香份（非膠束）連續(xù)的分散體系均相物質(zhì)，溶膠狀態(tài)維持均勻的物理平衡關(guān)系冷卻可成為各向同性的固體飽和烴分散稠環(huán)化瀝青分散芳香份（非膠束）瀝青中膠體的分散體繼續(xù)反應(yīng)芳香度和極性縮合一定程度后，出現(xiàn)與母液有明顯界面的液晶瀝青中膠體的分散體繼續(xù)反應(yīng)芳香度和極性縮合一定程度后，出現(xiàn)液晶：

各向異性的固體特性能流動，且懸浮時呈球狀的液體特性把它叫做中間相，結(jié)晶瀝青為含有中間相的瀝青用喹啉分離后，得中間相小液球小球有一個出生和成長，相遇和融并，增長和老化，取向和變化的歷程。這與反應(yīng)條件及原料性質(zhì)有關(guān)系?？觳缓茫L側(cè)鏈不好，短而慢好焦炭：

成焦過程，結(jié)構(gòu)，物理性能都含有很大差異。針狀焦，普通焦，球焦。液晶：3、重質(zhì)油熱反應(yīng)歷程示意圖復(fù)雜的斷裂與縮合反應(yīng)相平行的順序反應(yīng)

飽和分裂化產(chǎn)物瀝青質(zhì)芳香烴膠質(zhì)縮合產(chǎn)物縮合產(chǎn)物縮合產(chǎn)物焦炭中淺深縮聚縮聚縮聚縮合縮合縮合裂化斷側(cè)斷開斷側(cè)，脫H

斷側(cè)，脫H3、重質(zhì)油熱反應(yīng)歷程示意圖飽和分裂化產(chǎn)物瀝青質(zhì)芳香烴膠質(zhì)縮4、研究意義：（相分離和中間相生成）研究表明：瀝青質(zhì)分解的反應(yīng)鏈長不少于120－150個鏈環(huán)。瀝青質(zhì)成分解生成焦炭的動力學(xué)表明，只有當(dāng)瀝青質(zhì)分成另外一相時才成Coke，即分離出來才生焦。

具有實(shí)際意義：控制中間相的生成，或延長中間相與母液的分離時間，也就延長了Coke出現(xiàn)時間，對熱轉(zhuǎn)化過程設(shè)計(jì)很重要。延長焦化爐操作周期。4、研究意義：（相分離和中間相生成）論上尋找“好”溶劑或添加劑加入體系，提高對中間相的相容能力，從而防止或延長中間相的分離，這樣可使反應(yīng)達(dá)到高的轉(zhuǎn)化率下生焦少或不生焦。這方面的意義解釋如下：液體石油產(chǎn)品熱分解生焦動力學(xué)→溶劑與瀝青質(zhì)的親合性，溶解度在“不好”的溶劑中，溫度變化對生焦動力學(xué)影響產(chǎn)生劇烈變化。論上尋找“好”溶劑或添加劑加入體系，提高對中間相的相容能力，*溫度較低（350℃），沉淀速度>生焦速度活化能高，1級或0.5級*溫度升高：控制步驟為：沉淀速度（相分離）瀝青質(zhì)以分子形式分散在溶液中k1k-1Asphaltene以分子形式分散在溶液中k2沉積在BottomAAsAx穩(wěn)態(tài)：

∴

生焦速度：

*溫度較低（350℃），沉淀速度>生焦速度瀝青質(zhì)以分子*進(jìn)一步提高濃度：溶解能力下降，AS成微粒出來控制步驟在：生焦本身5、研究手段：華東，北京，太原：熱臺偏光微顯鏡hot-stageMicroscope。不在線記錄受熱過程中隨t，T變化。中間相生成、分離、生焦等過程*進(jìn)一步提高濃度：溶解能力下降，AS成微粒出來5、研究手熱轉(zhuǎn)化過程的反應(yīng)速度1、斷鏈反應(yīng)：一級反應(yīng)E=200~300KJ/mol可求得溫度及時間與反應(yīng)深度的關(guān)系（a—可斷裂原料的分子數(shù)，mol/m3）熱轉(zhuǎn)化過程的反應(yīng)速度1、斷鏈反應(yīng)：一級反應(yīng)2、縮合反應(yīng)：反應(yīng)速度＝f（反應(yīng)溫度，可縮合組分濃度）可縮合組分濃度――（多環(huán)芳烴或稠環(huán)芳烴）――濃度→隨反應(yīng)深度而增大反應(yīng)速度隨反應(yīng)深度增加，反應(yīng)時間增加而加大，與裂化相反。裂化：先快后慢縮合：先慢后快

2、縮合反應(yīng)：熱轉(zhuǎn)化過程的脫碳和脫雜質(zhì)作用1、重質(zhì)油仍以C、H元素為主，H對于重質(zhì)油的加工煉制非常重要，重油熱轉(zhuǎn)化將重新分配H輕組分油（H/C高）渣油、瀝青質(zhì)or焦炭（H/C低）若H含量小，工藝上非常困難

熱轉(zhuǎn)化過程的脫碳和脫雜質(zhì)作用1、重質(zhì)油仍以C、H元素為主，H2、我國減壓渣油H/C比高，（H、C平衡后）輕質(zhì)油潛在收率高，寶貴資源3、二次加工重油：裂解制乙烯焦油、FCC澄清油及糠醛抽出油，也有大的輕油潛力，雜質(zhì)少2、我國減壓渣油H/C比高，（H、C平衡后）輕質(zhì)油潛在收率高4、熱轉(zhuǎn)化過程物料變化：重質(zhì)油料殘?jiān)突蚪固浚赜宛s分＋柴油＋氣體H/C低WM大，脫H增C產(chǎn)品H/C高WM小，脫C增H產(chǎn)品餾出物增氫脫碳的程度及其收率合起來就是表明熱轉(zhuǎn)化過程的輕質(zhì)化效果4、熱轉(zhuǎn)化過程物料變化：重質(zhì)油料殘?jiān)突蚪固浚赜宛s分＋柴熱轉(zhuǎn)化過程物料變化：原料操作條件，有利于縮合時↑，否則↓。不同原料選擇不同操作條件還具有脫S，N，O和金屬的作用。經(jīng)過裂化縮合兩極分化，去了氣體或焦炭中；不如Hydrogenation好。

熱轉(zhuǎn)化過程物料變化：一、減粘裂化的原理及工藝特點(diǎn)1、前身：熱裂化，現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰2、反應(yīng)原理：一種裂化苛刻程度很淺的熱裂化，主要是為了降低重質(zhì)油料的粘度和傾點(diǎn)，減少生產(chǎn)商品燃料油時的輕油摻入量。以AR，VR為原料→FuelOil熱轉(zhuǎn)化過程簡介一、減粘裂化的原理及工藝特點(diǎn)1、前身：熱裂化，現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰3、工藝特點(diǎn)：下流式反應(yīng)器（早期）反應(yīng)溫度高，停留時間長，混相反應(yīng)，開工周期短。3、工藝特點(diǎn)：爐管式反應(yīng)器：在爐管內(nèi)完成裂化反應(yīng)溫度高、反應(yīng)停留時間短，開工周期較長；氣相反應(yīng)為液相反應(yīng)的1/2~1/3

石油的熱轉(zhuǎn)化工程學(xué)習(xí)教學(xué)ppt課件-石油煉制工程-熱加工過程上流式反應(yīng)器，由Shell公司開發(fā)，我國多為此種。石油的熱轉(zhuǎn)化工程學(xué)習(xí)教學(xué)ppt課件-石油煉制工程-熱加工過程反應(yīng)特點(diǎn)：上流式，混相(氣、液)泡沫直徑：3～15mm反應(yīng)器直徑：1.5~2.5m反應(yīng)容積：15～75m3

液體芷量：40～80％吸熱反應(yīng)液相反應(yīng)多，反應(yīng)溫度低是這一技術(shù)的關(guān)鍵反應(yīng)特點(diǎn)：上流式，混相(氣、液)液相反應(yīng)多，反應(yīng)溫度低是這一各種工藝的比較①下流式和上流式反應(yīng)器比較石油的熱轉(zhuǎn)化工程學(xué)習(xí)教學(xué)ppt課件-石油煉制工程-熱加工過程②爐管式和上流式的比較3020100500400300200壓力，MPa轉(zhuǎn)化率，wt％PTT上流式加熱爐上流反應(yīng)器3020100500400300200壓力，MPa轉(zhuǎn)化率，wt％PTT爐管進(jìn)口出口②爐管式和上流式的比較500壓力，MPa轉(zhuǎn)化率，wt％PTT②爐管式和上流式的比較7006005004000爐管式上流式5Cr0.5Mo鋼管極限時間，month0481216②爐管式和上流式的比較700爐管式上流式5Cr0.5Mo鋼管二、焦化過程1、概述：焦化過程是以渣油為原料在高溫下（500～550℃）進(jìn)行深度熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)的一種加工過程。（自由基和中間相）

產(chǎn)物：氣體、汽油、柴油、蠟油和焦炭

氣體：50％～甲烷，14％～乙烷

汽油：15％，柴油：35～37％

蠟油：20～25％，焦炭：15～24％，液收：70～80％汽油和柴油：不飽和烴含量高，S、N等非烴化合物多，安定性差，須經(jīng)過精制后才能作為產(chǎn)品氣體：甲烷、乙烷、煉廠氣瓦斯蠟油：FCC或加氫裂化原料，堿性氮含量高二、焦化過程1、概述：焦炭固體產(chǎn)品，C含量很高，H含量很低的縮聚物質(zhì)，芳香度很高，H/C﹤0.9。不具有確切組分和結(jié)構(gòu)，甲苯不溶物（苯不溶物）作為焦炭?？捎眠拎ぃ–S2）進(jìn)一步分離：a碳青質(zhì)：甲苯不溶吡啶可溶（CS2可溶）；b油焦質(zhì)：吡啶（CS2）不溶物。喹啉作溶劑：a甲苯不溶喹啉可溶b、QI：中間相焦炭形成過程：油分→膠質(zhì)→瀝青質(zhì)→碳青質(zhì)→油焦質(zhì)石油的熱轉(zhuǎn)化工程學(xué)習(xí)教學(xué)ppt課件-石油煉制工程-熱加工過程焦炭的元素組成反應(yīng)深度↑，C↑，H↓，H/C↓，N↑，N/C不變，Ni，V↑Ni，V基本全殘留在焦炭中N、S不同程度地富集焦炭的化學(xué)結(jié)構(gòu)：與芳香環(huán)相連的正構(gòu)烷基側(cè)鏈少而短。迫位縮合的大芳香環(huán)系份額增加與瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，只是H/C↓，fa↑，縮合度↑石油的熱轉(zhuǎn)化工程學(xué)習(xí)教學(xué)ppt課件-石油煉制工程-熱加工過程焦炭的物理結(jié)構(gòu)在熱轉(zhuǎn)化過程中形成的焦炭在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上并不都是一樣的。第一類：在光電熱物理性質(zhì)上各向同性，不易石墨化，不能作為電極焦原料；沒有中間相第二類：在光電熱物理性質(zhì)上各向異性，易石墨化，可制取電極的原料。通過生成中間相而固化。至于生成哪一類就看原料的化學(xué)組成和反應(yīng)條件了。反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度低，反應(yīng)速度慢，有利取向，長大，融并，定向固化原料性質(zhì)：S、N、O化合物反應(yīng)性高，快，不易成中間相，因?yàn)樯傻男∏虿灰组L大和融并，而固化形成各向同性。要用別的方法處理，RemoveS、N、O化合物。理想組分：短側(cè)鏈多環(huán)芳烴，緩和條件焦炭的物理結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)a、各種劣質(zhì)渣油都可加工。b、費(fèi)用低，過程簡單。主要缺點(diǎn)：焦炭產(chǎn)率高，液體產(chǎn)物質(zhì)量差焦炭的去向：關(guān)鍵。針狀焦，不要球形焦。盡管它尚不是一個十分理想的渣油輕質(zhì)化過程，但十分重要，占渣油加工總量的比例相當(dāng)大。

工藝過程：盡管有許多中間發(fā)展過程，但最后：延遲焦化、流化焦化、靈活焦化。石油的熱轉(zhuǎn)化工程學(xué)習(xí)教學(xué)ppt課件-石油煉制工程-熱加工過程2、延遲焦化

：*焦化裝置加熱爐：關(guān)鍵設(shè)備，提升熱量，是操作平穩(wěn)的關(guān)鍵。原料快速升溫至500℃（出口）而不結(jié)焦，注水2％。爐管熱強(qiáng)度很高，但均勻，不結(jié)焦，而在焦炭塔內(nèi)結(jié)焦，“DelayedCoking”焦炭塔：反應(yīng)的場所，焦炭都積存內(nèi)半連續(xù)，水力除焦

2、延遲焦化：分餾塔與一般分餾塔相比，焦化分餾塔的特點(diǎn)：塔的底部是換熱段，與高溫反應(yīng)油氣換熱，同時也洗滌焦末；為了避免塔底堵塞或結(jié)焦，部分塔底油通過塔底和過濾器不斷循環(huán)。60～80萬噸/年：D＝3.8H=27.521層塔板，一層集油箱，3層換熱塔板，浮閥雙溢流，為防止結(jié)焦，打急冷。分餾塔*焦化工藝（1）反應(yīng)溫度：用加熱爐輻射爐管出口來控制焦炭塔內(nèi)的反應(yīng)溫度和反應(yīng)深度。495～505℃加熱爐出口溫度直接影響到加熱后油品在焦炭塔里的反應(yīng)深度，影響焦化產(chǎn)品的產(chǎn)率和質(zhì)量。對于同一種原料，加熱爐出口溫度升高，反應(yīng)速度和反應(yīng)深度增大，氣體、汽油和柴油的產(chǎn)率增大，而蠟油和焦炭產(chǎn)率減小，焦炭中的揮發(fā)分降低。加熱爐出口溫度對焦炭塔內(nèi)的泡沫層高度也有影響。泡沫層本身是反應(yīng)不徹底的產(chǎn)物*焦化工藝焦炭塔的壓力下降使液相油品易于蒸發(fā)，也縮短了氣相油品在塔內(nèi)的停留時間，從而降低了反應(yīng)深度。壓力降低會使蠟油產(chǎn)率增大而使柴油產(chǎn)率降低。焦炭塔的操作壓力在1.8～2.8atm之間，但在生產(chǎn)針狀焦時，為了使富芳烴的油品進(jìn)行深度反應(yīng)，采用約7atm的操作壓力。（2）反應(yīng)壓力焦炭塔的壓力下降使液相油品易于蒸發(fā)，也縮短了氣相油品在塔內(nèi)的定義：循環(huán)比＝循環(huán)油量/新鮮原料量聯(lián)合循環(huán)比＝(循環(huán)油量＋新鮮原料量)/新鮮原料量影響較大，循環(huán)比增大，說明單程反應(yīng)深度淺，汽油和柴油收率增加，重油餾分下降，氣體和焦炭收率不變（基本）。減少循環(huán)比可在不增加加熱爐負(fù)荷情況下，使處理量提高（3）循環(huán)比定義：循環(huán)比＝循環(huán)油量/新鮮原料量（3）循環(huán)比延遲焦化的原料廣泛，可以處理殘?zhí)恐蹈哌_(dá)50%的殘?jiān)希约按呋鸦吻逵秃蜔崃鸦偷?。產(chǎn)品產(chǎn)率及其性質(zhì)在很大程度上取決于原料的性質(zhì)。原料油的殘?zhí)恐档拇笮∈窃嫌蜕箖A向的指標(biāo)，經(jīng)驗(yàn)證明，在一般情況下焦炭產(chǎn)率約為原料油的殘?zhí)恐档?.5～2.0倍。對于較重的、易結(jié)焦的原料，由于單程裂化深度受到限制，就要采用較大的循環(huán)比。為了避免爐管結(jié)焦，油品應(yīng)當(dāng)以高速、湍流狀態(tài)通過這段爐管，以縮短在臨界分解溫度范圍區(qū)內(nèi)的停留時間、提高傳熱速率以降低爐管壁溫，以及即使在有焦炭生成時也不易沉積在管壁上。（4）原料性質(zhì)延遲焦化的原料廣泛，可以處理殘?zhí)恐蹈哌_(dá)50%的殘?jiān)希约?、流化焦化(FluidCoking)3、流化焦化(FluidCoking)特點(diǎn)：①與Delayedcoker相比，汽油產(chǎn)率低而中間餾分產(chǎn)率高②焦炭產(chǎn)率低，為殘?zhí)贾档?.15倍DC1.5~2倍③中間餾分殘?zhí)贾蹈?，汽油含芳香烴多。④Coke為Powder，只能燃燒⑤連續(xù)過程⑥加熱爐只預(yù)熱，避免了爐管結(jié)焦，除焦問題解決了，可處理更劣質(zhì)的原料；⑦技術(shù)上復(fù)雜。特點(diǎn)：①與Delayedcoker相比，汽油產(chǎn)率低而中間餾4、靈活焦化（Flexicoking）設(shè)有第3個沸騰床反應(yīng)器在800～950℃下用水蒸汽和空氣來氣化焦炭，生產(chǎn)空氣煤氣不生產(chǎn)流化焦?？諝饷簹怙@熱用于加熱原料；空氣煤氣用途不好，過剩；第一套1976年在日本投產(chǎn)后，未被廣泛采用。4、靈活焦化（Flexicoking）熱反應(yīng)動力學(xué)介紹集總反應(yīng)動力學(xué)模型集總理論：WeiJames

熱反應(yīng)動力學(xué)介紹集總反應(yīng)動力學(xué)模型1、三集總動力學(xué)模型：可表示為：動力學(xué)方程式：wi——質(zhì)量分?jǐn)?shù)k1，k2——反應(yīng)

米納斯和伊朗VR：E：150～280KJ/mol

魯寧管輸VR：一級反應(yīng)，26KJ/mol楊繼濤熱重天平法：兩個區(qū)域溫度E1<E2一級反應(yīng)有偏差，特別是縮合

重質(zhì)油原料揮發(fā)物（w1）[餾分油及氣體產(chǎn)物]焦炭（w2）[苯不溶物]1、三集總動力學(xué)模型：重質(zhì)油原料揮發(fā)物（w1）[餾分油及氣2、四集總動力學(xué)模型(按溶解度把原料分為兩個)動力學(xué)方程式：楊嘉漠――歡喜嶺：n1