第一節(jié)　延遲焦化工藝原理

在延遲焦化裝置流程中，主要有反應(yīng)系統(tǒng)和分餾系統(tǒng)，反應(yīng)系統(tǒng)主要的設(shè)備是焦炭塔，其內(nèi)部發(fā)生減壓渣油所含有組分的烴類反應(yīng)，有以下幾類。

一、烷烴

烷烴的熱反應(yīng)主要表現(xiàn)在C—C鍵和C—H鍵的斷裂，并有以下特點(diǎn)：

①C—C鍵較C—H鍵易斷裂；

②隨著烷烴分子增大，C—C鍵和C—H鍵的熱穩(wěn)定性下降，易斷裂；

③異構(gòu)烷烴中的C—C鍵和C—H鍵都較正構(gòu)烷烴易斷裂；

④長(zhǎng)鏈烷烴中，越靠近中間的C—C鍵越易斷裂。

烷烴的熱反應(yīng)隨著反應(yīng)深度的加深，產(chǎn)物中小分子烷烴含量增加，正構(gòu)烷烴含量增加，異構(gòu)烷烴含量減少，烯烴含量增加。

二、芳香烴

反應(yīng)時(shí)，帶有側(cè)鏈的芳香烴先斷側(cè)鏈，側(cè)鏈越長(zhǎng)，越易斷裂。側(cè)鏈斷開后的芳香烴，熱穩(wěn)定性最好。一般條件下芳環(huán)不會(huì)斷裂，但是會(huì)與烯烴發(fā)生縮合反應(yīng)，生成環(huán)數(shù)更多的稠環(huán)芳烴，直至生成焦炭。

三、環(huán)烷烴

環(huán)烷烴的穩(wěn)定性居于烷烴和芳香烴之間，它在高溫下既可發(fā)生裂解反應(yīng)，又可發(fā)生脫氫反應(yīng)。裂解反應(yīng)中，環(huán)烷烴一般先斷側(cè)鏈，側(cè)鏈越長(zhǎng)，越易斷裂。環(huán)烷烴的斷裂，多環(huán)開環(huán)易于單環(huán)開環(huán)，環(huán)烷烴的斷裂將生成烯烴及二烯烴。在環(huán)烷烴的脫氫反應(yīng)中，也是多環(huán)易于單環(huán)，單環(huán)環(huán)烷烴脫氫需在600℃以上才能進(jìn)行，但雙環(huán)環(huán)烷烴在500℃左右就能發(fā)生，生成環(huán)烯烴，然后進(jìn)一步脫氫生成芳烴。

四、烯烴

減壓渣油餾分中幾乎不含有烯烴，但是延遲焦化過程是重油裂解反應(yīng)過程，反應(yīng)產(chǎn)物中會(huì)生成大量烯烴，烯烴的熱反應(yīng)也主要有裂解和縮合，而且這兩種反應(yīng)交叉進(jìn)行，使得整體烴類的熱反應(yīng)變得很復(fù)雜。一般認(rèn)為，在低溫、高壓下，烯烴主要進(jìn)行疊合反應(yīng)，當(dāng)溫度升高到400℃以上時(shí)，裂解反應(yīng)表現(xiàn)突出，當(dāng)溫度超過600℃時(shí)，烯烴縮合生成芳烴。

總體來說，烴類的熱反應(yīng)是復(fù)雜的平行順序反應(yīng)，即裂解反應(yīng)和縮合反應(yīng)呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)不斷進(jìn)行。裂解反應(yīng)使得產(chǎn)物中烴類分子越來越小，縮合反應(yīng)生成分子越來越大的稠環(huán)芳烴，最終生成焦炭。烴類平行-順序反應(yīng)如圖3-2所示。

延遲焦化工藝的任務(wù)，是確定好反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)良好的反應(yīng)深度，使烴類平行-順序反應(yīng)中的汽油、柴油餾分產(chǎn)率最高。