[发明专利]磨耗选择性颗粒

说明书

技术领域

本发明涉及控制在烃流化催化裂化系统中的催化剂再生器中产生的烟道气中的颗粒物质排放的方法。

背景

现代烃流化催化裂化（FCC）系统使用颗粒催化剂的移动床或循环流化床。图1为例示性烃流化催化裂化系统2的示意图。催化裂化在缺乏外部供应的分子氢的情况下进行，且由此与其中加入氢气的加氢裂化不同。在催化裂化中，催化剂经受连续循环裂化反应和催化剂再生程序。在FCC系统中，烃进料流4与流化催化剂颗粒在烃裂化区或反应器6中通常在约425摄氏度（797华氏度）-700摄氏度（1292华氏度）的温度下接触。在该烃进料中的烃与流化催化剂颗粒在该温度下反应，引起碳质焦炭沉积在催化剂颗粒上。此后将所得裂化的烃流体产物8与焦化的催化剂10分离且从裂化区中取出。焦化的催化剂10通常用蒸汽汽提出挥发性物质且使其循环到催化剂再生器12中。在催化剂再生区中，使焦化的催化剂10与诸如空气的气态流体14接触，该气态流体14含有预定浓度的分子氧以自催化剂烧掉所要部分的焦炭且同时将催化剂加热到在使催化剂与烃进料4在裂化区中再次接触时所希望的高温。在再生之后，将催化剂16循环到裂化区，在该裂化区中将其用于蒸发烃进料4并催化在反应器6中的烃裂化。将通过在催化剂再生器中燃烧焦炭形成的烟道气18从再生器中除去。可将烟道气18处理以除去颗粒和一氧化碳，此后通常将其通到大气中。对于烟道气18中颗粒物质如硫氧化物的排放的关注促成了对于用于控制所述颗粒物质排放的改善方法的探索。

在FCC裂化操作中获得的转化量为在转化步骤期间变成汽油和轻质产物的新鲜烃进料的体积百分数。为了确定转化率，汽油的终沸点通常限定为221摄氏度（429.8华氏度）。转化率通常作为商业FCC操作的强度的度量使用。在一组给定的操作条件下，与活性较小的催化剂相比，活性较大的催化剂给出较大的转化率。希望在给定的FCC单元中提供较高转化率的能力，因为这允许FCC单元以更灵活的方式操作。可增加在该单元中的进料通过量，或者可在恒定进料通过率下维持高转化度。转化类型，即选择性同样重要，因为不良的选择性产生较少的所希望的裂化产物石脑油，且生成较多的气体和焦炭。

在商业FCC单元中加工的烃进料通常含有硫，该硫通常被称为“进料硫”。在FCC系统中加工的烃进料中的一部分进料硫总是作为在裂化期间在流化催化剂颗粒上形成的一部分焦炭而从进料转移到催化剂颗粒。将在本文中称为“焦炭硫”的沉积在催化剂上的硫从裂化区在焦化催化剂上通到催化剂再生器中。将约2-10%或更多的在焦化催化剂中的进料硫从裂化区连续地通到催化剂再生区中。在FCC催化剂再生器中，包含在焦炭中的硫与焦炭碳一起燃烧，形成气态二氧化硫和三氧化硫，它们通常在烟道气中从再生器中除去。

大部分进料硫没有在裂化反应器中变成焦炭硫。相反，其转化成通常为气态的硫化合物如硫化氢和氧硫化碳或者通常为液态的有机硫化合物。所有这些硫化合物与从裂化反应器回收的裂化烃流体产物一起运载。约90%或更多的进料硫以加工的裂化烃流从裂化反应器中连续地除去，其中约40-60%的该硫以硫化氢形式。常规进行预防措施以从裂化反应器的排出物中回收硫化氢。通常在气体回收单元中将分子量非常低的废气蒸气流从C₃+液烃中分离，且通过用胺溶液对废气进行涤气以除去硫化氢来处理废气。与通过常规方法从FCC再生器烟道气中除去硫氧化物来说，例如通过胺涤气从来自FCC裂化反应器的流体排出物中除去硫化合物如硫化氢相对简单且廉价。此外，如果可在对反应器废气进行的一次操作中回收必须从在FCC操作中的烃进料中除去的所有硫，则可避免在FCC单元中使用多个硫回收操作，从而减少花费。

已经建议通过在裂化之前在单独的脱硫单元中使烃进料脱硫来减小在FCC再生器中的硫氧化物的量或者在从FCC再生器中除去再生器烟道气之后通过常规烟道气脱硫程序使再生器烟道气本身脱硫。明显地，上述供选方案中的任何一个都需要精心设计的外来加工操作并需要大成本和公共事业开支。