[发明专利]再生器烟气中CO和NOx的还原

说明书

本申请是分案申请，其母案是申请日是2006年12月15日、申请号是200680053188.X、发明名称是“再生器烟气中CO和NO_x的还原”的申请。

发明领域

本发明涉及来自催化剂再生单元的烟气的处理。

背景技术

流化催化裂化(FCC)是在加热和催化剂作用下，高分子量的石油馏分裂化为小分子的单元操作。在裂化过程中，催化剂的表面上形成了焦炭沉积物，因此需要对催化剂进行再生。因此，将该催化剂从该裂化过程产生的蒸汽中连续分离，在FCC再生器中再生，其中将焦炭沉积物烧掉，恢复催化剂活性。

FCC再生器可以以两种模式操作：完全燃烧和部分燃烧。在完全燃烧模式下，焦炭沉积物中的大部分碳通过与同样输入到再生器中的氧化剂流中的氧反应转化为CO₂。当该再生器以部分燃烧模式操作是，碳和氧化剂流中的氧反应，同时转化为CO和CO₂。在这种情况下，通常在下游锅炉中将再生器烟气中的CO氧化为CO₂，以回收来自CO氧化的热量，而且限制锅炉烟气中CO的排放。该CO锅炉具有空气燃烧炉以产生热焰区，再生器烟气必须通过其将CO氧化为CO₂。炼厂废气可以用作CO锅炉燃烧器的辅助燃料。在锅炉中回收由CO的氧化和炼厂气燃烧所释放的热量以产生工艺用蒸汽。该FCC再生器烟气还包含其它痕量组分，例如SO₂、NO_x和还原氮组分，例如NH₃和HCN。通常，在完全燃烧模式下，碳沉积物中的大部分氮都氧化为NO_x。在部分燃烧模式下，一些氮还转化为NH₃和HCN，在下游的CO锅炉中一些NH₃和HCN氧化为NO_x。NO_x的量和其它还原氮组分(例如HCN、NH₃、CN、HNO)的量之和在下文中通常称作“总固氮量”(或“TFN”)。

目前使用的最通常的再生器操作模式是完全然是模式。近来，已经重新开始了对部分燃烧模式的兴趣，因为炼厂需要使FCC生产容量最大化，但关于在给定时间内可以通过FCC单元多少进料上还存在技术限制。例如，当FCC的进料速度提高时，如果FCC已经在最大鼓风机限制下操作时，FCC再生器烟气将包含更多的CO。FCC再生器烟气中这种提高的CO必须在下游的CO锅炉中燃烧掉以满足环境规定。对于一些锅炉，由于锅炉不能将提高的CO分解以降低到复合环境规定所需的ppm(百万分率)水平，因此可能存在问题。因此，锅炉分解CO的容量就变为任何上游FCC容量提高方法的瓶颈。

提供足够高用于充分烧尽FCC再生器烟气中的CO的火焰温度的需求大大限制了CO锅炉燃烧器的总燃烧速度。通常，建议约1800F的火焰温度，尽管CO的自燃温度要更低的多(约1450F)。对于给定的再生器烟气组合物，存在最小锅炉燃烧速率，在其之下达到的CO热分解量是不能令人满意的。在很多情况下，该最小锅炉燃烧速率产生过量的工艺蒸汽，其最终未加任何利用就排放到大气中。这显示了燃料能量的浪费。

一些FCC系统在CO锅炉的下游具有低温NO_x和/或NO_x/SO_x去除装置。该低温NO_x去除工艺通常需要特定两的气体残余时间，以实现所需的NO_x还原效率。FCC容量提高相关的另一个问题是也会提高FCC再生器烟气的体积。再生器烟气体积的提高缩短了下游NO_x去除装置可得到的气体滞留时间，并降低了其NO_x还原效率。再生器烟气体积的提高还促进了腐蚀性洗涤流体的夹带，并提高了在洗涤器之后加速腐蚀的风险。

其它处理FCC再生器烟气的方法与本发明不同，但区别在于显著的条件，并不能提供本发明所实现的优点。例如，美国专利号5240690教导了在再生器烟气中添加含氧气体以制备具有温度为1000F～1600

F的废气，但声明该目的是提高烟气中NO_x的形成。美国专利号5716514公开的方法中一氧化碳优选不转化为二氧化碳。美国专利号5830346公开了需要使用转化催化剂的方法。

发明内容

在本发明的一种实施方式中，再生器烟气流的处理方法包括：

(A)由催化剂再生器提供包含NO_x和一氧化碳的再生器烟气流；