2．1 焦炭塔內(nèi)泡沫層的形成

焦化原料油經(jīng)加熱爐加熱達(dá)到焦化反應(yīng)溫度后，經(jīng)過深度裂解和綜合反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氣體、汽油、蠟油和焦炭。在焦炭塔內(nèi)，沿其高度可分為3個(gè)主要區(qū)域。下部是焦炭層；中部是高粘度的膠質(zhì)瀝青質(zhì)，稱為泡沫層；泡沫層上是油氣層。隨著裂化反應(yīng)的進(jìn)行，高粘度的樹脂狀膠質(zhì)瀝青質(zhì)不斷被大量油氣鼓泡形成泡沫，已經(jīng)形成的泡沫又不斷的破裂而逸出油氣。在一定的操作溫度和壓力下，泡沫的形成和破裂達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，從而形成一定厚度的泡沫層。

只要焦炭塔內(nèi)發(fā)生焦化反應(yīng)，就必然伴隨著泡沫層的出現(xiàn)。泡沫層高度對(duì)焦化裝置的生產(chǎn)有著直接的影響，其高度必須控制在一定的范圍內(nèi)。泡沫層過高，一方面使焦粉隨著高溫油氣管線進(jìn)人大油氣管線和分餾塔造成聚集，對(duì)后續(xù)管路和工藝造成不利影響；另一方面為減輕泡沫層被夾帶，就要增加焦炭塔的空高，焦炭塔有效生產(chǎn)空間降低，影響裝置的處理能力。

2．2 影響泡沫層高度的因素

在焦化反應(yīng)進(jìn)行中，影響泡沫層高度的幾個(gè)因素主要是：原料性質(zhì)、處理量、溫度及壓力。

2．2．1 原料性質(zhì)對(duì)泡沫層高度的影響

原料越容易起泡，則焦化反應(yīng)時(shí)的泡沫層就越高。原料的起泡性與原料的密度、粘度、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量、泡沫液的表面張力等因素有關(guān)。原料的性質(zhì)同時(shí)也對(duì)泡沫層中氣泡的大小、泡沫層的密度、氣泡破碎的難易程度、消泡劑在泡沫層中的分散性及消泡性等都有影響。一般來說，密度越大，殘?zhí)恐翟礁?，其泡沫層高度也?huì)越高。另外油品的粘度越小，表面張力越小，氣泡的臨界半徑就越小，烴分子就越容易達(dá)到沸騰條件而形成氣泡揮發(fā)成氣相，降低中間相膨脹起沫的程度，使塔內(nèi)泡沫層高度大大下降。

2．2．2 處理量對(duì)泡沫層高度的影響

焦炭塔的處理量是影響泡沫層高度的直接因素。一般來說，處理量增加，泡沫層高度增加，反之，泡沫層高度降低。循環(huán)比是影響焦化裝置處理量大小的關(guān)鍵操作參數(shù)，對(duì)泡沫層高度也有直接影響。在焦化加熱爐能力一定的情況下，減小循環(huán)比將使裝置處理量增大。同時(shí)，循環(huán)比降低，焦炭收率減小，焦化油氣量增大，焦炭塔油氣氣速增加，更易形成泡沫夾帶，使得泡沫層高度增加。

2．2．3 溫度對(duì)泡沫層高度的影響

溫度對(duì)泡沫層高度的影響是兩方面的。一方面焦炭塔內(nèi)反應(yīng)溫度高，泡沫層能充分的進(jìn)行焦化反應(yīng)，裂解成油氣和縮合成焦炭的速度都大大的加快，而且高溫下泡沫表面張力降低，泡沫易破碎，所以泡沫層厚度會(huì)降低；但另一面，溫度增加，反應(yīng)趨向于裂化分解，使得焦化油氣量增加，油氣氣速增加，易形成泡沫夾帶，使得泡沫層高度增加。由于焦化反應(yīng)的爐出口溫度調(diào)節(jié)范圍很窄，一般在495～505℃ ，焦炭塔頂溫在400℃左右。所以，相對(duì)穩(wěn)定的溫度變化范圍，對(duì)泡沫層高度變化的影響不大。

2．2．4 壓力對(duì)泡沫層高度的影響

塔頂壓力影響泡沫層高度是一個(gè)物理破泡的過程。塔頂壓力增加，泡沫難于形成，已形成的泡沫受壓也更易于破碎。所以，泡沫層會(huì)隨著壓力增加而降低。另外由于操作壓力對(duì)產(chǎn)品的分布有一定的影響，當(dāng)操作溫度和循環(huán)比固定后，提高操作壓力將使塔內(nèi)焦炭中滯留的重質(zhì)烴含量增多，氣體產(chǎn)物在塔內(nèi)停留時(shí)間延長(zhǎng)，使二次裂化反應(yīng)幾率增加，從而使焦炭產(chǎn)率和氣體產(chǎn)率增加，但液體產(chǎn)品產(chǎn)率下降，相對(duì)油氣量下降，使得泡沫層降低。所以操作壓力增加，泡沫層高度降低。目前焦化工藝越來越趨于低壓、高液收率的方向發(fā)展，操作壓力主要還是由焦化餾出油產(chǎn)率來確定。