[發(fā)明專利]一種低NOx排放的催化裂化再生工藝和設(shè)備

有效

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• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN102049319A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏飛;羅國華;李軍
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: B01J38/30
• 分類號: B01J38/30;B01D53/76;B01D53/56;B01J8/26
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低NO_x排放的催化裂化再生工藝和設(shè)備。

背景技術(shù)

在流化催化裂化(FCC)工藝中，原料油進(jìn)入提升管裂化反應(yīng)器，并與來自再生器的熱催化劑接觸發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為更為輕質(zhì)的高價值產(chǎn)品。但同時伴隨副產(chǎn)物焦炭的生成，生成的焦炭覆蓋催化劑表面而使催化劑活性下降，結(jié)焦催化劑在分離區(qū)與烴類蒸汽分離，并進(jìn)入再生器再生。

結(jié)焦催化劑與空氣接觸，表面負(fù)載的焦炭將會燃燒形成CO或CO₂，焦炭中含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化主要形成N₂和少量NO_x。在過去人們對環(huán)境要求不高時，NO_x的排放不受到限制。近來，人們對環(huán)境的要求日益提高，世界各國陸續(xù)出臺了對NO_x排放的限制政策。煉油廠排放的NO_x量日益受到關(guān)注。而且，少量的NO_x將會隨著再生催化劑進(jìn)入FCC反應(yīng)器，對產(chǎn)品的進(jìn)一步處理帶來不利影響。

目前，工業(yè)上已有的降低FCC再生器廢氣中NO_x濃度的方法主要有：(1)原料加氫預(yù)處理；(2)煙道氣后處理法如選擇性催化還原(SCR)法；(3)在反應(yīng)器內(nèi)使用FCC催化劑添加劑。方法(1)和(2)需要耗費(fèi)昂貴的資金和操作費(fèi)用。方法(3)在理論上是經(jīng)濟(jì)的脫NO_x方法，但催化劑添加劑的SO₂中毒和在富氧氣氛下失活問題一直沒有得到很好的解決，從而限制了該方法的廣泛應(yīng)用。人們還嘗試了降低NO_x的一些其他方法。如Kellogg公司采用增加擋板減少返混，創(chuàng)造與空氣逆流接觸條件；UOP公司采用的逆流再生方式，對減少NO_x的排放效果明顯，但這些逆流形式只是形成單一氧化區(qū)和還原區(qū)，不能滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境和產(chǎn)品要求。本發(fā)明針對現(xiàn)有FCC再生器的缺點，提出了一種低NO_x排放再生方法和具有多層多區(qū)氧化還原環(huán)境多級逆流接觸再生器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了低NO_x排放的催化裂化再生工藝和設(shè)備。

一種低NO_x排放的催化裂化再生工藝，其核心是在多級逆流流化床再生器的中部交替通入富含CO氣體和富氧氣體，以形成多層還原區(qū)和多層富氧區(qū)的氧化還原環(huán)境。

具體工藝流程為：待生催化劑與空氣一起從提升管再生器底部進(jìn)入提升管再生器，然后催化劑與反應(yīng)后富含CO煙氣從提升管再生器頂部出口進(jìn)入多級逆流流化床再生器的上部密相床，繼續(xù)反應(yīng)并形成富CO密相區(qū)，密相床層內(nèi)的催化劑顆粒經(jīng)氣體分布板的溢流管向下流動，從底部進(jìn)入多級逆流流化床再生器的空氣向上運(yùn)動，與催化劑顆粒呈逆流接觸，在所述多級逆流流化床再生器的中部交替通入富含CO氣體和富氧氣體，以形成多層還原區(qū)和多層富氧區(qū)的氧化還原環(huán)境，多級逆流流化床再生器下部產(chǎn)生的含NO_x煙氣與通入的富含CO氣體以及上部密相床層內(nèi)的富含CO再生煙氣發(fā)生反應(yīng)，使NO_x轉(zhuǎn)化為N₂。

所述提升管再生器的器頂壓力為0.1～0.25MPa(表壓)，反應(yīng)溫度在630～690℃范圍內(nèi)，氣體表觀線速為1.5～3.5m/s，在所述提升管再生器內(nèi)燒掉20～60％的碳和大部分的氫。

所述多級逆流流化床再生器的壓力為0.1～0.25MPa(表壓)，反應(yīng)溫度在650～750℃范圍內(nèi)，優(yōu)選的溫度為670～700℃。所述多級逆流流化床再生器內(nèi)氣體表觀線速為0.1～1.5m/s，在所述多級逆流流化床再生器內(nèi)的不同高度交替通入富含CO氣體和富氧氣體，將多級逆流流化床再生器分成多層氧化區(qū)和多層還原區(qū)：在還原區(qū)內(nèi)氧含量低于1％，優(yōu)選的氧含量低于0.5％；CO濃度在2％～6％之間，優(yōu)選的CO濃度在4％～6％之間；在氧化區(qū)內(nèi)過剩氧含量為2％～6％。

優(yōu)選的，所述的富含CO氣體可以來自煙氣出口排出的煙氣。

一種低NO_x排放的催化裂化再生設(shè)備，該設(shè)備包括提升管再生器和多級逆流流化床再生器，所述提升管再生器與所述多級逆流流化床再生器串聯(lián)連接，在所述多級逆流流化床再生器中部設(shè)有多個氣體分配器，所述氣體分配器為3～7個。可通過氣體分配器向多級逆流流化床再生器內(nèi)交替通入富含CO氣體和富氧氣體，以形成多層還原區(qū)和富氧區(qū)的氧化還原環(huán)境。