焦化一般指物質(zhì)碳化變焦的過(guò)程。在煤的干餾中指高溫干餾。在石油加工中指釜式焦化和延遲焦化。
煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭化學(xué)工業(yè)的一個(gè)重要部分,煤炭主要加工方法是高溫?zé)捊梗?50---1050攝氏度)、中溫?zé)捊?、低溫?zé)捊沟热N方法。冶金行業(yè)一般采用高溫?zé)捊箒?lái)獲得焦炭和回收化學(xué)產(chǎn)品。產(chǎn)品焦炭可作高爐冶煉的燃料,也可用于鑄造、有色金屬冶煉、制造水煤氣;可用于制造生產(chǎn)合成氨的發(fā)生爐煤氣,也可用來(lái)制造電石,以獲得合成工業(yè)的原料。在煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氫、粗苯等產(chǎn)品,并獲得凈焦?fàn)t煤氣、煤焦油、粗苯精制加工和加工后,可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等,這些產(chǎn)品廣泛用與化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、耐火材料工業(yè)和工業(yè)。凈焦?fàn)t煤氣可供民用和作為工業(yè)燃料。煤氣中的氨可用來(lái)制造硫酸銨、濃氨水、無(wú)水氨等。煉焦化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)數(shù)百種,我國(guó)煉焦化學(xué)工業(yè)已能從焦?fàn)t煤氣、焦油和粗苯中制取一百多種化學(xué)產(chǎn)品,這對(duì)我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。
中國(guó)是焦化產(chǎn)品生產(chǎn)、消費(fèi)以及出口大國(guó),焦化產(chǎn)品廣泛用與化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、耐火材料工業(yè)和工業(yè),近年來(lái)焦化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。焦化廠一般由備煤車間、煉焦車間、回收車間、焦油加工車間、苯加工車間、脫硫車間和廢水處理車間組成。
根據(jù)焦?fàn)t本體和鼓冷系統(tǒng)流程圖,從焦?fàn)t出來(lái)的荒煤氣進(jìn)入之前,已被大量冷凝成液體,同時(shí),煤氣中夾帶的煤塵,焦粉也被捕集下來(lái),煤氣中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉塵和焦油渣一起流入機(jī)械化焦油氨水分離池。分離后氨水循環(huán)使用,焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中煉焦煤氣進(jìn)入初冷器被直接冷卻或間接冷卻至常溫,此時(shí),殘留在煤氣中的水分和焦油被進(jìn)一步除去。出初冷器后的煤氣經(jīng)機(jī)械捕焦油使懸浮在煤氣中的焦油霧通過(guò)機(jī)械的方法除去,然后進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)被升壓至19600帕(2000毫米水柱)左右。為了不影響以后的煤氣精制的操作,例如硫銨帶色、脫硫液老化等,使煤氣通過(guò)電捕焦油器除去殘余的焦油霧。為了防止萘在溫度低時(shí)從煤氣中結(jié)晶析出,煤氣進(jìn)入脫硫塔前設(shè)洗萘塔用于洗油吸收萘。在脫硫塔內(nèi)用脫硫劑吸收煤氣中的硫化氫,與此同時(shí),煤氣中的氰化氫也被吸收了。煤氣中的氨則在吸氨塔內(nèi)被水或水溶液吸收產(chǎn)生液氨或硫銨。煤氣經(jīng)過(guò)吸氨塔時(shí),由于硫酸吸收氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng),煤氣的溫度升高,為不影響粗苯回收的操作,煤氣經(jīng)終冷塔降溫后進(jìn)入洗苯塔內(nèi),用洗油吸收煤氣中的苯、甲苯、二甲苯以及環(huán)戊二烯等低沸點(diǎn)的炭化氫化合物和苯乙烯、萘古馬隆等高沸點(diǎn)的物質(zhì),與次同時(shí),硫化物也被除去了。
延遲焦化與熱裂化相似,只是在短時(shí)間內(nèi)加熱到焦化反應(yīng)所需溫度,控制原料在爐管中基本上不發(fā)生裂化反應(yīng),而延緩到專設(shè)的焦炭塔中進(jìn)行裂化反應(yīng),“延遲焦化”也正是因此得名。延遲焦化裝置主要由8個(gè)部分組成:(1)焦化部分,主要設(shè)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(lián)合的。(2)分餾部分,主要設(shè)備是分餾塔。(3)焦化氣體回收和脫硫,主要設(shè)備是吸收解吸塔,穩(wěn)定塔,再吸收塔等。(4)水力除焦部分。(5)焦炭的脫水和儲(chǔ)運(yùn)。(6)吹氣放空系統(tǒng)。(7)蒸汽發(fā)生部分。(8)焦炭焙燒部分。國(guó)內(nèi)選定爐出口溫度為495~500℃,焦炭塔頂壓力為0.15~0.2 Mpa。
延遲焦化原料可以是重油、渣油、甚至是瀝青。延遲焦化產(chǎn)物分為氣體、汽油、柴油、蠟油和焦炭。對(duì)于國(guó)產(chǎn)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(chǎn)品,但其質(zhì)量較差。焦化汽油的辛烷值很低,一般為51~64(MON),柴油的十六烷值較高,一般為50~58。但兩種油品的烯烴含量高,硫、氮、氧等雜質(zhì)含量高,安定性差,只能作半成品或中間產(chǎn)品,城經(jīng)過(guò)精制處理后,才能作為汽油和柴油的調(diào)和組分。焦化蠟油由于含硫、氮化合物、膠質(zhì)、殘?zhí)康群扛撸嵌渭庸さ牧淤|(zhì)蠟油,目前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(guò)程的重要產(chǎn)品之一,根據(jù)質(zhì)量不同可用做電極、冶金及燃料等。焦化氣體經(jīng)脫硫處理后可作為制氫原料或送燃料管網(wǎng)做燃料使用。
正是由于延遲焦化的上述優(yōu)點(diǎn),使得延遲焦化在我國(guó)了的發(fā)展,這主要是因?yàn)椋海?)延遲焦化是解決柴汽比供需矛盾的手段。這是由于我國(guó)原油普遍偏重,且含蠟量高,柴油的收率低,國(guó)內(nèi)原油的柴油餾分收率比原油平均低5~7百分點(diǎn)。因此目前我國(guó)每年大約80×104t柴油,同時(shí)不得不出口30×104t汽油,以求國(guó)需平衡。其次是由于我國(guó)煉油企業(yè)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(fā)展延遲焦化是解決柴汽比供需矛盾,增產(chǎn)柴油的辦法。(2)延遲焦化與加氫裂化相比,延遲焦化盡管存在輕質(zhì)油產(chǎn)品安定性差、操作費(fèi)用低(加工費(fèi)約為加氫裂化操作費(fèi)用的1/2~1/3),使其具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。