减少流化床催化裂化再生器的排放制造技术

在ＦＣＣ综合装置的再生容器中，用富氧，稀释气体例出空气富集的氧构成的燃烧介质，燃烧除去其沉积焦。该再生器按部分燃烧的模式操作，并有过剩的氧导入再生器的燃烧区。结果减少了氮的氧化物向大气中的排放。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
减少流化床催化裂化再生器的排放本专利技术涉及减少废气中NOx的方法，具体地是涉及减少催化裂解单元再生器废气中的NOx方法。在催化裂解过程中，烃进料注入烃裂解反应器的提升管部分，从催化剂再生器循环进入提升管——反应器的热的催化剂接触，就裂解成较轻的、有价值的产物。当放热裂解反应发生时，催化剂被焦沉积覆盖。催化剂和烃蒸汽提升至反应器的分离部分，彼此分离。接着催化剂流入反应器洗脱部分，烃蒸汽夹带的催化剂，通过水蒸汽喷射被洗脱，洗脱的催化剂流经用过的催化剂竖管进入催化剂再生器容器。催化剂再生的典型方法是将空气导入再生器容器，烧却催化剂上的焦，焦的燃烧反应放热量很大，因此催化剂温度升高。热的经活化的催化剂再通过再生催化剂竖管返回至提升管，以完成催化剂循环。燃烧焦产生的废气上升至再生器的顶部，通过再生器烟道离去。该废气含有氮和二氧化碳，而且一般还含有一氧化碳、氧、氧化硫(SOx)、氮的氧化物(NOx)和经还原生成的含氮物质如氨。催化剂再生器可以按完全燃烧模式操作(这种模式目前已成为标准的操作模式)也可按部分CO燃烧模式操作。在完全燃烧操作中，焦在催化剂上完全燃烧成CO2。它的典型操作方法是在由过量空气提供过量氧的条件下进行再生的。完全燃烧操作的废气主要包含CO2、氮和过剩的氧，但还含有NOx和SOx。在部分一氧化碳燃烧模式的操作中，催化剂再生器操作时所用的空气量对于将催化剂中的全部焦燃烧成CO2是不足的，所以焦就燃烧生成CO和CO2的混合物。其中的CO则是在下游的一个CO-->燃烧锅炉中被氧化成CO2，由此CO锅炉出来的气流含有主要为CO2和氮，但也含有NOx和SOx。近来，人们对炼油厂废气向环境释放的NOx和SOx十分关注。就此人们接受的看法是存在于催化剂再生器废气的大部分NOx是来自杂环化合物，例如，稠合的环化合物存在焦中的氮，而废气中的NOx很少或不是从再生器进料空气中的氮产生的。焦中的氮转变为NOx的机理是不同的，具体取决于再生器是按完全燃烧模式还是按部分燃烧模式进行操作。在完全燃烧模式的再生器操作中，焦中的氮转变为NOx和元素氮的混合物。在这个操作模式中，当再生器中过量氧的浓度增加时，催化剂再生器废气中NOx的量也超向于增加。当再生器按部分CO燃烧模式操作时，在再生器中产生的NOx很少，焦中的氨以还原生成的含氨物质的形式，例如氨，离开再生器。这种还原生成的氨物质在CO锅炉中是不稳的，容易转变为NOx和元素氮。为了降低裂解催化剂再生器废气中NOx的含量，工业上已采取了若干措施。这些措施中有投资很昂贵的做法，例如，对反应器进料用氢进行预处理以及废气的后处理；也有成本中等的做法，例如，对烃反应采取分流注入进料；也有耗资较便宜的做法，例如，采用催化剂和催化剂添加剂。减少按部份燃烧模式操作的FCC单元的处于下游的锅炉排气管中NOx的努力，都是集中在设法减少再生器废气中氨和其它NOx前体的含量。美国专利4755282揭示了采用在一种无机载体上的贵金属来降低再生器废气中氨的含量。美国专利4744962揭示了对再生器或者下游的废气管道中加入NOx办法。美国专利5021144则揭示了添加过量的CO促进剂来减少部分CO燃烧模式操作的再生器挑气中氨的办法。美国专利5268089指出，如果再生器的操作采用所谓“边缘”模-->式，即其操作模式介于通常的部分CO燃烧模式和完全燃烧模式之间(此时过量的CO少于0.05摩尔％)，可以降低NOx的含量。该专利还指出，用此模式操作时，在部分CO燃烧模式操作中形成的还原生成的氨化合物，例如氨会氧化为氧化氮和元素氮，而因为在再生器中占优势的还原环境，氧化氮在离开再生器之前又被还原成元素氮。用上述模式进行操作，缺点是再生器温度非常高，并且会出现后燃烧现象，且不说再生器可控制性的困难。有几个专利揭示了通过促进剂，分流进料裂解、废气的后处理等手段来降低FCC再生器中NOx的含量。这些专利在美国专利5268089中有详细讨论，并被参考结合于本专利技术中。由于来自环境保护学者和其它人士反对大气有毒气体后果的巨大压力，人们在不断努力寻找新的和改进的减少工业废气中例如，FCC再生器废气中NOx和SOx的方法。本专利技术利用部分COx燃烧模式中特殊的氮化学作用，采用使再生器中选定的区域富含氧的措施，降低排出物NOx的方法。本专利技术的过程就是对于结焦的烃加工催化剂进行再生，它是在一强氧化区中部并在部分燃烧条件下烧去催化剂上的大部分焦，由此将至少部分的焦中的氮转化为氮的氧化物，然后再将氮的氧化物流经一强还原区转复为元素氮。本专利技术第一个同时也更为一般的实施方案，就是将来自烃加工装置的结焦催化剂在一燃烧区与氧和惰性气体的混合物接触(其中的氧浓度至少约24％体积)，接触时的温度务使大部分的焦燃烧成一氧化碳和二氧化碳的混合物，此时并将来自焦的经还原生成的含氮化合物基本上氧化为的氧化物。氧在燃烧区的总的量就使离开燃烧区的该燃烧气体含约1％(体积)的一氧化碳。由燃烧区出来的燃烧气体再通过一还原区，此处将使氮的氧化物还原为无素氮。进入燃烧区的气体含有氧和一种或多种惰性气体，诸如氮、氩、-->二氧化碳或它们的混合物。进入燃烧区的典型的这种进料气体混合物，可为空气、富氧空气、氧和一氧化碳的混合物、氧和氩的混合物和富氧空气和一氧化碳的混合物。较佳的气体混合物可用富氧空气或者氧和二氧化碳的气体混合物，其中的氧含量至少约25.5％(体积)。进入燃烧区的气体混合物中氧的最在浓度一般务必使在燃烧区中占优势的温度约650—815℃，使约670—790℃更佳。这一方案具体适用于烃裂解催化剂的再生，尤其是再生流化床形式的烃裂解催化剂。在专利技术的较佳形式中，燃烧区和还原区均位于一个催化剂再生容器之中。最好的办法是燃烧区位于再生容器的低部，而还原区位于再生容器的上部，即位于燃烧区上方。在本专利技术的一个实施方案中，要进入燃烧区的各种气体先混合，然后进入燃烧区。在另一个较佳实施方案中，这些气体以两股或多股气流导入燃烧区。在后一情况中，含有氧和惰性气体的第一气体流导入燃烧区的较低部分，而氧或氧一惰性气体混合物的第二气体流则导入位于第一气体流进入部位下游的燃烧区部分。此时，最佳的做法是第一气体流是空气、富氧空气或氧一二氧化碳气体混合物，第二气体流是富氧空气或高纯空气。前已述及，导入燃烧区的氧的量应使在燃烧气体中至少含约1％一氧化碳，至少含约3％的一氧化碳更佳，而限制到使燃烧气体含至少3.5％的一氧化碳是最佳。在本专利技术一个较佳实施方案中，此再生方法构成了FCC操作过程的一个部分，此FCC操作过程即是热的再生催化剂由催化剂再生器转移至烃裂解反应器，在其中与新鲜的烃接触，使其裂解成为较低分子量的烃类物质，在此过程中催化剂上就逐渐沉积了焦炭。将此结焦的催化剂与裂解了的烃分离后再返回至再生器中进行再生。在所用设备的二个实施方案中，本专利技术是采用一流化床催化剂-->再生器，它具有一燃烧区、一还原区以及二个或多个将含氧气体导入燃烧区的输送装置。在一较佳实施方案中，这些输送装置中的一个是位于燃烧区的底部，而第二人输送装置位于第一个输送装置的上方，最好靠近燃烧区的顶部。在设备的实施方案中，一个较优的做法是，设备系统中包括一个将燃烧废气中所含一氧化碳进一步燃烧成二氧化碳的装置。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有焦沉积物的烃裂解催化剂通过燃该焦沉积物进行再生的方法，其特征在于它包括下列步骤：（ａ）将所述的催化剂与氧一惰性气体混合物在平均温度约６５０－８１５℃的燃烧区中接触，导入所述燃烧区的氧在所述混合物中的组成至少约占２４％，由此燃烧掉 至少部分的所述的焦，而在所述焦中的氮转变成氧化氮，结果产生含二氧化碳、氮的氧化物和至少约１％一氧化碳的基本上无氧的燃烧气体；（ｂ）将所述的燃烧气体通过一还原区，由此至少部分所述氮的氧化物转变成元素氮。

【技术特征摘要】
US 1994-9-30 08/315,6561.一种具有焦沉积物的烃裂解催化剂通过燃该焦沉积物进行再生的方法，其特征在于它包括下列步骤：(a)将所述的催化剂与氧一惰性气体混合物在平均温度约650—815℃的燃烧区中接触，导入所述燃烧区的氧在所述混合物中的组成至少约占24％，由此燃烧掉至少部分的所述的焦，而在所述焦中的氮转变成氧化氮，结果产生含二氧化碳、氮的氧化物和至少约1％一氧化碳的基本上无氧的燃烧气体；(b)将所述的燃烧气体通过一还原区，由此至少部分所述氮的氧化物转变成元素氮。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化剂床呈流化状态。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的燃烧区和所述的还原区均位于一个催化剂再生容器中。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的燃烧区位于所述再生容器的较低部分而所述的还原区域位于所述燃烧区的下游。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的催化剂在所述的再生容器和烃裂解反应容器之间循环。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的催化剂选自X型沸石、Y型沸石及其混合物。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氧惰性气体混合物包括含有氧和一种选自氮、二氧化碳及后两者的混合物的气体。8.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述的燃烧气体至少售有约3％一氧化碳。9.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述的氧—惰性气体混合物，至少含约25.5％的氧。10.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，氧气至少是在两股进料气流中导入所述燃烧区的。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的燃烧气体至少含约3.5％的一氧化碳。12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，一股进料气流是空气或富氧空气。13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，一股进料气流是富氧空气或者基本上是纯氧。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，导入所述再生容器的所述的一股进料气流在所述燃烧区的上部区域的一点或多点进入。15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的燃烧气体再经历一燃烧步骤，使所述废气中基本上所有的一氧化碳转变成二氧化碳。16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述的燃烧步骤在一氧化碳锅炉中进行。17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述的燃烧气体中的至少部分一氧化碳通过水—气转换反应转变成二...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉古K梅农，罗摩克里希纳拉马钱德兰，
申请(专利权)人：波克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]