劣质重油延迟焦化过程中,焦炭塔内会产生较高的泡沫层,严重影响了装置的长周期安全稳定运行。因此,焦化过程中需要采取有效措施来控制泡沫层的高度。本文针对焦化过程中的起泡问题,考察了不同稠油在焦化过程中的起泡规律,探索焦化泡沫层的形成机制以及消泡剂的消泡机制,为高效消泡剂的开发奠定理论和试验基础。本研究利用实验室自行设计建造的稠油起泡性能评价装置,考察了不同稠油在冷模拟和热模拟实验条件下的起泡规律。通过考察稠油的组成、模拟油的性质等因素对冷模拟起泡的影响,提出了初步的起泡机制。在此基础上,对热模拟实验泡沫层进行表征,进一步揭示了焦化过程中泡沫层的形成原因。在深入研究了焦化起泡机制的基础上,探索消泡剂对泡沫层的消泡机制。最后,通过复配改性,开发出了适用于焦化过程的高效低硅消泡剂。研究结果表明:沥青质含量与冷模拟起泡高度有直接的相关性,而胶质只有在与沥青质同时存在的情况下,与沥青质协同作用才会影响模拟油的起泡性能。深入的研究表明,稠油中的沥青质和胶质对模拟油的粘度、表面性质和界面流变性质有重要的影响。稠油的热模拟起泡规律与冷模拟基本一致,说明稠油自身的组成性质是决定其焦化起泡性能的关键内因。提高焦化温度,稠油的起泡高度降低,这与焦化实际情况相符。焦化泡沫层的组成分析表明,稠油在焦化反应过程中的起泡物质主要是由胶质和沥青质缩聚生成的稠环度较高的芳香性中间产物,并且胶质和沥青质的缩聚程度越大,含高活性的杂原子化合物越多,焦化过程生成的泡沫层高度越高。消泡剂对冷模拟泡沫层的消泡效果主要是通过影响模拟油的表面性质和界面流变性质来实现的。根据添加消泡剂前后模拟油的性质变化规律,得出消泡剂对泡沫层的消泡效果符合桥接-拉伸机制。通过复配改性,筛选出高效的消泡剂配方为(降粘剂2#+硅油B+聚醚E)和(降粘剂1#+硅油B+聚醚E),且两个配方对焦化泡沫层都有良好的消泡效果。