[發明專利]一種煉廠干氣的催化氧化處理方法

有效

• 申請號: 201210408505.2
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN103776040A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 劉新友;陳玉香;王學海
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: F23G7/07
• 分類號: F23G7/07;F22B1/18;B01J23/89
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技術領域

本發明屬于廢氣凈化處理領域，涉及一種成份復雜的煉廠干氣的催化氧化處理方法。

背景技術

近年來，隨著國家對節能減排工作的高度重視，企業面臨十分繁重的節能減排任務。煉油廠滿負荷運行時，其生產加工過程中產生的干氣(俗稱“瓦斯氣”)、蒸汽在被綜合利用后仍有剩余，現在通過放空排放。既導致能源的浪費，又造成了環境的污染。若采用點燃的方式進行處理，則需要很高的溫度，更為嚴重的是，在高達1000℃以上的溫度時空氣中的N₂可以被氧化成NOx，從而造成嚴重的空氣污染。

CN1134971A公開了一種催化裂化干氣的利用系統。該系統的特點是通過壓控閥的控制，一部分干氣連通催化裝置的燃料加熱爐和余熱鍋爐，另一部分引入火柜燃燒，該工藝方法解決了煉廠干氣壓力不穩定，無法直接進入鍋爐燃燒的問題，干氣利用率有所提高，也節省了燃油，但并未解決不完全燃燒及高溫NOx生成而引起的排放廢氣的空氣污染問題。

CN1225895A公開了一種煉廠干氣選擇催化制氫的工藝方法。該工藝方法中，在多組分催化劑的作用下，將煉廠干氣選擇氧化為CO和H₂，再使用水蒸氣將其中的CO轉換成H₂，最后經分離提純得到H₂資源，反應溫度為450～950℃，反應壓力為微正壓。該方法可以節省一定的能耗，得到煉廠可用的氫氣資源。但是該方法存在兩個問題，首先，煉廠干氣的甲烷組分一般在25%以上，但該方法只能完全轉換C₂以上的有機物，?CH₄的轉化率有待進一步提高，其次，工業上氫氣分離一般采用變壓吸附或加壓液化的方法，兩個都需要額外耗費大量的電能，沒有經濟優勢。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種煉廠干氣的催化氧化處理方法。該方法能夠有效利用干氣，減少NOx的生成，并與其它工藝相結合達到回收利用能源、滿足達標排放的要求，并將排放氣對大氣的污染降低到最小。

????一種煉廠干氣的催化氧化處理方法，包括如下步驟：

（1）煉廠干氣在催化氧化反應器A內點燃，在催化氧化催化劑的作用下進行反應；

（2）步驟（1）處理后的廢氣進入余熱鍋爐，進行能量的回收利用；

（3）當催化氧化反應器A溫度高于700℃時，切換閥門，使干氣進入催化氧化反應器B中，在催化氧化催化劑的作用下進行反應，同時，步驟（2）中余熱鍋爐排出的低溫氣體中的一部分進入催化氧化反應器A對其進行降溫處理，然后再次進入余熱鍋爐；

（4）當催化氧化反應器B內溫度高于700℃后，切換氣路進入催化氧化反應器A，并同時切換閥門，切斷進入催化氧化反應器A的低溫余熱鍋爐尾氣，將其引入催化氧化反應器B，對催化氧化反應器B進行降溫，并通過余熱爐回收熱量；

（5）步驟（1）至步驟（4）重復操作。

本發明方法中所述的余熱鍋爐也稱為熱回收蒸汽發生器，是一種蒸汽-蒸汽聯合循環發電設備，和常規鍋爐設備不同，余熱鍋爐中不發生燃燒過程，也沒有燃燒的相關設備，只是一個高溫氣-水/蒸氣的換熱裝置。

本發明方法中催化氧化反應器A和催化氧化反應器B內裝填同一種催化氧化催化劑。該催化劑以蜂窩陶瓷為載體，蜂窩陶瓷載體表面覆蓋復合涂層，按涂層的總重量計，涂層中含有重量百分含量為40%～70%的SiO₂，8%～30%的ZrO₂，5%～25%的CeO₂，5%～20%的La₂O₃，1%～5%的NiO和1%～5%的CaO，在涂層表面負載有Pt、Pd、La金屬元素活性組分，Pt、Pd、La金屬元素摩爾比為0.1～1：0.2～1.5：1.5～4，貴金屬活性組分Pt和Pd的擔載量分別為每升催化劑0.2～3.5g和0.4g～5.2g。

本發明方法中采用的催化氧化催化劑的制備方法，包括載體預處理過程、復合涂層液配制過程、載體涂層涂覆過程和金屬活性組分負載過程。

所述的蜂窩陶瓷載體預處理過程首先將蜂窩載體放置于質量濃度為0.5%～2%的稀鹽酸中浸泡1～6小時，將載體與液體置于超聲清洗機中清洗0.5～4小時，取出后在60℃～150℃下烘0.5～6小時；烘干后的載體再焙燒5小時得到清潔干燥的載體。