[发明专利]一种低NOx排放的催化裂化再生工艺和设备

说明书

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，特别涉及一种低NO_x排放的催化裂化再生工艺和设备。

背景技术

在流化催化裂化(FCC)工艺中，原料油进入提升管裂化反应器，并与来自再生器的热催化剂接触发生反应，转化为更为轻质的高价值产品。但同时伴随副产物焦炭的生成，生成的焦炭覆盖催化剂表面而使催化剂活性下降，结焦催化剂在分离区与烃类蒸汽分离，并进入再生器再生。

结焦催化剂与空气接触，表面负载的焦炭将会燃烧形成CO或CO₂，焦炭中含氮物质转化主要形成N₂和少量NO_x。在过去人们对环境要求不高时，NO_x的排放不受到限制。近来，人们对环境的要求日益提高，世界各国陆续出台了对NO_x排放的限制政策。炼油厂排放的NO_x量日益受到关注。而且，少量的NO_x将会随着再生催化剂进入FCC反应器，对产品的进一步处理带来不利影响。

目前，工业上已有的降低FCC再生器废气中NO_x浓度的方法主要有：(1)原料加氢预处理；(2)烟道气后处理法如选择性催化还原(SCR)法；(3)在反应器内使用FCC催化剂添加剂。方法(1)和(2)需要耗费昂贵的资金和操作费用。方法(3)在理论上是经济的脱NO_x方法，但催化剂添加剂的SO₂中毒和在富氧气氛下失活问题一直没有得到很好的解决，从而限制了该方法的广泛应用。人们还尝试了降低NO_x的一些其他方法。如Kellogg公司采用增加挡板减少返混，创造与空气逆流接触条件；UOP公司采用的逆流再生方式，对减少NO_x的排放效果明显，但这些逆流形式只是形成单一氧化区和还原区，不能满足日益严格的环境和产品要求。本发明针对现有FCC再生器的缺点，提出了一种低NO_x排放再生方法和具有多层多区氧化还原环境多级逆流接触再生器。

发明内容

本发明提出了低NO_x排放的催化裂化再生工艺和设备。

一种低NO_x排放的催化裂化再生工艺，其核心是在多级逆流流化床再生器的中部交替通入富含CO气体和富氧气体，以形成多层还原区和多层富氧区的氧化还原环境。

具体工艺流程为：待生催化剂与空气一起从提升管再生器底部进入提升管再生器，然后催化剂与反应后富含CO烟气从提升管再生器顶部出口进入多级逆流流化床再生器的上部密相床，继续反应并形成富CO密相区，密相床层内的催化剂颗粒经气体分布板的溢流管向下流动，从底部进入多级逆流流化床再生器的空气向上运动，与催化剂颗粒呈逆流接触，在所述多级逆流流化床再生器的中部交替通入富含CO气体和富氧气体，以形成多层还原区和多层富氧区的氧化还原环境，多级逆流流化床再生器下部产生的含NO_x烟气与通入的富含CO气体以及上部密相床层内的富含CO再生烟气发生反应，使NO_x转化为N₂。

所述提升管再生器的器顶压力为0.1～0.25MPa(表压)，反应温度在630～690℃范围内，气体表观线速为1.5～3.5m/s，在所述提升管再生器内烧掉20～60％的碳和大部分的氢。

所述多级逆流流化床再生器的压力为0.1～0.25MPa(表压)，反应温度在650～750℃范围内，优选的温度为670～700℃。所述多级逆流流化床再生器内气体表观线速为0.1～1.5m/s，在所述多级逆流流化床再生器内的不同高度交替通入富含CO气体和富氧气体，将多级逆流流化床再生器分成多层氧化区和多层还原区：在还原区内氧含量低于1％，优选的氧含量低于0.5％；CO浓度在2％～6％之间，优选的CO浓度在4％～6％之间；在氧化区内过剩氧含量为2％～6％。

优选的，所述的富含CO气体可以来自烟气出口排出的烟气。

一种低NO_x排放的催化裂化再生设备，该设备包括提升管再生器和多级逆流流化床再生器，所述提升管再生器与所述多级逆流流化床再生器串联连接，在所述多级逆流流化床再生器中部设有多个气体分配器，所述气体分配器为3～7个。可通过气体分配器向多级逆流流化床再生器内交替通入富含CO气体和富氧气体，以形成多层还原区和富氧区的氧化还原环境。