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随着原油价格的高位大幅震荡，石油的合理利用日益受到各方的重视，进一步拓宽焦化原料成为炼油脱碳工艺的一个重要问题。与此同时，废塑料(Waste Plastic，WP)、乙烯裂解焦油(Ethylene Tar，ET)等资源也没有得到最为合理的利用。
本论文在实验室延迟焦化小试装置上，考察了乙烯裂解焦油与减压渣油(ET+VR)、废塑料(WP)以及废塑料与减压渣油(WP+VR)三种焦化原料的焦化产物分布。在焦化反应温度为500℃，焦化反应时间为120min的工艺条件下，100％VR的液体收率为65.50％，20％ET+80％VR、100％WP以及5％WP+95％VR的液体收率分别可达69.86％、55.00％和63.29％。液体收率由大到小的顺序为：20％ET+80％VR＞100％VR＞5％WP+95％VR＞100％WP。
在此基础上，本论文着重考察了延迟焦化装置掺炼乙烯裂解焦油的焦化效果，应用热重分析技术对乙烯裂解焦油和减压渣油的单独热解以及共热解的热失重行为进行了研究，结果表明在减压渣油的主要热解温度区间内，由于乙烯裂解焦油的存在，使得减压渣油热解活化能减小，乙烯裂解焦油与减压渣油共热解时存在一定的协同作用。
对乙烯裂解焦油与减压渣油共焦化进行了单因素实验考察，并使用响应面分析法对该工艺过程进行优化。优化工艺条件为：焦化反应温度517℃，掺炼比20％，焦化反应时间175min。在此条件下，以掺入乙烯裂解焦油的减压渣油作为焦化原料可以使液体油收率由减压渣油单独裂解的66.67％提高到74.16％，提高超过7个百分点。其中对柴油馏分收率的影响最大，柴油馏分收率由28.85％提高到36.32％，增幅超过7个百分点。掺炼20％ET所得到的石油焦为合格品3A级，优于100％VR为原料所得到的合格品3B级石油焦。
本论文还建立了乙烯裂解焦油与减压渣油共焦化的五参数动力学模型。利用该模型确定了乙烯裂解焦油与减压渣油共焦化过程中各步反应的动力学常数，并分析了乙烯裂解焦油掺炼比例对动力学参数的影响。验证试验表明，建立的乙烯裂解焦油和减压渣油共焦化反应动力学模型具有较高的可靠性。