延迟焦化工艺在我国重油加工中具有日益重要的地位,但由于焦化原料性质变劣变差,在实际加工过程中容易出现弹丸焦,进而影响装置的长周期运行和安全生产。为了抑制弹丸焦的生成并以此为基础优化典型劣质焦化原料的焦化工艺操作条件,需要研究焦化原料的成焦特性,探索出抑制弹丸焦生成的合理方法。本研究以包括委内瑞拉超重油减压渣油在内的四种国内外劣质重油渣油为原料,以光学结构分析为主要表征手段,在实验室自制焦化小试装置上,考察了原料性质、焦化工艺操作参数及添加物对弹丸焦生成的影响,从中间相角度探讨了弹丸焦的生成机理。与此同时结合焦化工艺操作条件对焦化产物分布、石油焦质量影响,初步优化委内瑞拉减压渣油的加工操作条件。最后采用中型延迟焦化试验装置进行了放大验证试验,进一步优化了加工委内瑞拉减压渣油的焦化工艺操作条件。研究发现,原料性质是弹丸焦生成的重要内因。当焦化原料沥青质与残炭之比大于0.5、氢碳原子比小于1.5、胶体稳定性参数小于3.5时,其生成弹丸焦的倾向会增加。向减压渣油中掺加适量催化裂化油浆或四氢萘能够增加焦化液体产物收率、降低焦炭产率、抑制弹丸焦生成。升高温度、降低压力、降低循环比均能增加液体产物收率、降低焦炭产率、促进弹丸焦的生成。当温度为490℃时有少量弹丸焦颗粒生成,降低温度有利于抑制弹丸焦生成。升高压力能够抑制弹丸焦生成,当压力为0.2MPa(G)时,弹丸焦的生成得到了抑制。增加循环比有利于抑制弹丸焦生成,当循环比为0.3时(循环焦化重蜡油420-500℃),弹丸焦不再生成。增加注水量能够增大焦炭塔内气相速度进而导致弹丸焦的生成,小试试验注水量为10%(气相速度为0.018m/s),中试试验注水量为8%(气相速度为0.0045 m/s)时,弹丸焦开始生成。渣油连续热转化实验揭示弹丸焦生成机理为:原料→不稳定中间相小球体→镶嵌型中间相→弹丸焦。中试放大试验得出委内瑞拉减压渣油适宜焦化工艺操作条件为:温度490℃、压力0.2 MPa(G)、循环比0.3(循环焦化重蜡油420-500℃)、注水量2%。