石油焦用途及延遲焦化裝置工藝路線的選定

邱四宏 黃偉

摘要：石油焦作為冶煉廠生產電池和燃料的重要原材料，對國家經濟的發展起著一定的推動作用，其價格一般會根據質量而有所不同，而且現階段全球每年生產石油焦的總量大致為70Mt。當前我國國內大部分的石油焦均是價格較為低廉的生產品，而本文基于充分發揮石油焦作用的條件上，提出了有效選定延遲焦化裝置的工藝路線，望能對國內石油焦生產業有所裨益。

關鍵詞：石油焦；用途；延遲焦化

一、石油焦的用途分析

（一）作為電廠CFB鍋爐的主要燃料。為了更好地適應進口含硫原油加工工作需求與油品質量標準，石油焦生產加工企業要在國家沿?；蛘哐亟浇ㄔO石油焦的延遲焦化裝置，與此同時要充分使用該批硫含量較高、價格較低的石油焦，就務必要為之配置良好的生產流程與優秀的硫化床技術，此外還需配置大量能夠將石油焦作為生產原材料的CFB鍋爐，從而有效地給電廠供給充足的生產流程所需的蒸汽、電力、氫氣。該做法不僅能夠消化硫含量高、價格便宜的石油焦，還能夠與企業業務發展相適應，還能夠減少燒油鍋爐的使用數量，有效地節約國家重油能源。

（二）作為冶煉廠生產電池的原材料。對于硫含量較低的石油焦（石油焦的硫含量范圍一般為0%～3%），冶煉廠能夠將其作為生產電池的原材料，比如用于鋁廠生產過程所需的陽極糊、用于鋼鐵廠生產過程所需的石墨電極等，也由此可見石油焦內部硫含量的高低直接關系到石油焦能否獲得充分的使用以及碳素產品的生產數量與質量。尤其是對于鋼鐵廠石墨電極的生產項目，硫含量是尤其關鍵的衡量指標，一般情況下硫含量低于1%且灰分低于0.5%的石油焦會作為生產普通功率石墨電極的原材料，而硫含量低于0.7%且灰分低于0.3%的石油焦則會作為生產超高功率石墨電極的原材料，關鍵的一點是如果石油焦硫含量一旦超標，則會同時影響到鋼鐵廠生產的石墨電極與鋼鐵煉制的質量。在高于500℃溫度的環境條件下，石墨電極內部所包含的硫物質會從石墨電極當中分解出來，而所分解出來的硫物質會導致電極晶體不斷膨脹、不斷產生裂紋，甚至會直接導致石墨電極報廢。根據數據顯示，在鋼鐵廠生產石墨電極的過程中，石油焦的硫含量會直接關系到生產過程的耗電量，正常情況下每噸含有1%硫的石油焦在生產石墨電極過程所要消耗的電能量，要比每噸含有0.5%硫的石油焦生產所要消耗的電能量多出9%，而且此現象在鋁廠生產陽極糊時也同樣存在。

二、石油焦的加工工藝

眾所周知，和煅燒焦、石墨電極相比，石油焦的價格較為低廉，為此不少的加工企業都會著手開展石油焦加工增值的工作項目。

（一）在生產煅燒石油焦方面。正常情況下，國外石油焦的煅燒全過程一般會發生在煉油廠內，而且經過煉油廠加工而得的石油焦能夠直接放置煅燒加工裝置當中，從而持續性地落實石油焦煅燒工序。然而因為我國的煉油廠并沒有安裝關于石油焦煅燒的裝置設備，因此國內煉油廠所生產出來的石油焦都會以較低的價格售出。到目前為止，我國國內有關石油焦或者煤炭的煅燒工序一般都會在冶金行業開展（比如鋼鐵廠），而此做法就較容易導致工藝路線變得繁雜。事實上，煅燒石油焦在國內具有較好的銷售市場，其主要被廣泛運用至煉鋁行業，不過其即使在國外銷售市場也仍然擁有較好的發展前景，比如鎮江碳素廠，能夠一次性完成20Kt出口美國的煅燒石油焦，也由此可見煅燒石油焦必會是目前及未來石油焦發展的一大趨向。而且普通石油焦和煅燒石油焦相比，其每噸價格就會相差幾百元，因此煉油廠加大對煅燒石油焦的生產力度必定能夠大幅度提升焦化裝置的經濟效益與社會效益，必定能夠增強煉油廠的核心競爭力。

（二）在生產石墨電極方面。為了提高石油焦所帶來的經濟效益，能夠通過提高石油焦的附加價值來實現，即對石油焦開展煅燒工序，從而有效地提升煅燒石油焦的實際售賣價格，而在國內外石油焦市場該做法時常發生。例如蘭州的碳素廠，其通過使用國內較為優質的石油焦，并結合大顆粒配方與先進的加工技術與流程，研究與開發出具有較強功率的石墨電極，而且事實上如果工作人員能夠較好地控制住加工技術力度與工藝落實程度，也能夠將勝利焦生產成為石墨電極。但是煉油廠工作人員值得注意的一點是，若石油焦硫含量超過0.8%則會在一定程度上造成石墨電極出現龜裂問題，因此其不太適用于石墨電極的生產過程。

三、石油焦的生產工藝

（一）科學合理地選擇重油催化裂化/延遲焦化雙向的生產工藝路線。隨著經濟不斷地蓬勃發展，國內原油的利用率在不斷地上升，輕質油品的需求市場也在不斷增大，由此可見加快落實重質油品的輕質化工作已經成為現階段煉油行業最為關鍵的工作環節。例如石家莊煉油廠就選擇了重油催化裂化/延遲焦化雙向的石油焦生產工藝路線，并且結合適當的加工數量，將全廠的原油逐一逐一轉化為輕質油品，從而不斷適應社會需求市場的變化要求。

（二）恰當地選擇減壓渣油摻合油漿的形式來生產質量較好的石油焦。減壓渣油所包含的芳烴較少，所以在石油焦進行焦化期間，熱轉化所產生的溫度比較低，因此難以產生具備各向異性的中間相小球，此外因為油品在鍋爐管道當中極其容易發生結焦現象，所以其非常不利于延遲焦化裝置的長時間使用。而若選擇通過減壓渣油摻和油漿的形式來加工石油焦，則能夠在一定程度上提高減壓渣油芳烴的具體含量，進而有效地改變石油焦中間相的實質結構，從而逐步生產出高質量、高效率的石油焦。

（三）能夠同時生產兩種不同類型石油焦的工藝路線。有效結合我國石油焦的生產工藝特點、石油焦延遲焦化裝置設置現狀、煉油廠針狀石油焦數量較少問題、針狀石油焦生產需要特殊加工條件等情況，當代煉油廠能夠科學合理地引入我國石油化工科學研究院所研究與開發的、新型的兩路進料系統支撐的石油焦延遲焦化工藝路線。該系統所設置的主進料線路主要是放置減壓渣油或者相似的渣油，而副進料線路則主要是放置澄清油或者其余能夠生產出針狀石油焦的原材料。因為國內煉油廠所擁有的針狀石油焦材料較少，并且其會頻繁出現變化，而以上的兩路進料系統卻具備較大的靈活性質，能夠有效地通過該系統裝置來生產出輔助針狀石油焦的原材料，因此煉油廠能夠通過該工藝路線來增加本廠針狀石油焦的生產總量。與此同時因為該系統主副兩條進料線路是共享一個分餾塔的，因此能夠在一定程度上降低溫度變化對操作穩定性的負面影響，也由此可見合理地將該兩線路進料系統滲透至針狀石油焦生產過程顯得尤其關鍵、可行。除此以外，基于低壓、超低循環比的生產條件前提下，生產企業運用該新型的石油焦延遲焦化裝置工藝能夠在較大限度上所生產10%的重焦化蠟油，有效地提升液體產物的生產效率，加強延遲焦化裝置的加工性能，從而讓更新換代的石油焦延遲焦化裝置工藝能夠在整個煉油過程中得到較大的合理性、適應性、可行性。而且煉油廠工作人員值得注意的一點是，在原油性質、加工工藝、處理條件等出現差異時，石油焦含有的烴類所發生的化學反應會出現不同的表現，因此務必要依據實際石油焦的生產特點與實際需求，科學恰當地改變系統中的一項或者兩項，從而較好地通過石油焦延遲焦化裝置來生產優質的輕質油。

現階段我國石油焦供需市場狀況主要表現為：硫含量較高的石油焦作為主要燃料，硫含量較少的石油焦則被廣泛運用至冶金或者出口，而較為高級的石油焦則會直接被運送出口。為此，工作人員在選擇延遲焦化工藝路線時，應當充分結合石油焦的主要用途以及經濟問題，適當的對石油焦進行增加附加值的加工工序，從而讓其在滿足基本生產需求的同時也能全面地提高石油焦的經濟效益與社會效益。

參考文獻：

[1]王春花，陳梓劍.延遲焦化裝置在線清焦操作難點及對策分析[J]. 石油煉制與化工. 2010（09）

[2]張錫泉，梁文彬，周雨澤，王大壽.延遲焦化裝置工藝技術特點及其應用[J]. 煉油技術與工程. 2010（05）

[3]劉方濤.延遲焦化技術的現狀及展望[J]. 廣州化工. 2010（01）

[4]李出和.國內外延遲焦化技術對比[J]. 石油煉制與化工. 2010（01）

[5]曹湘洪.高油價時代渣油加工工藝路線的選擇[J]. 石油煉制與化工. 2009（01）

[6]來曉燕，張艷華，宋宜諾.重油加工技術的進展及發展趨勢[J]. 石油化工腐蝕與防護. 2008（01）