[发明专利]减少烯烃制造过程中产生的废气中的二氧化氮的方法

说明书

本公开提供了使用选择性非催化还原以减少烯烃制造过程中产生的废气中的二氧化氮的方法。通过本公开的方法可以有效地去除在连续PDH过程的催化剂再生步骤中产生的二氧化氮。最终，通过去除二氧化氮可以防止产生可见烟雾。

技术领域

本公开涉及减少烯烃制造过程中产生的废气中的二氧化氮含量的方法，并且更具体而言，涉及在将用于丙烷脱氢(Propane De-Hydrogenation，PDH)过程的催化剂的再生过程中产生的废气排放到大气中之前，减少废气中二氧化氮含量的方法。

背景技术

诸如乙烯和丙烯之类的烯烃广泛用于石油化学工业。通常，通过石脑油的热裂解获得这些烯烃。然而，在石油化学工业中，需要更大量的烯烃，并且为了满足这种需求，已经开发了在催化剂的存在下，使用诸如乙烷和丙烷之类的低级烃的脱氢过程的烯烃制造方法。在这方面，KR 10-1758226公开了通过烃的脱氢制备烯烃的催化剂。

在脱氢过程中使用的催化剂可以通过与空气反应而再生。然而，不期望在高温下的催化剂再生步骤中产生包含二氧化氮的废气。从催化剂再生步骤排出的废气通过烟囱排出到大气中。通常，包含在废气中的氮氧化物(NO_x)包括一氧化氮、二氧化氮和一氧化二氮，并且氮氧化物是引起环境污染的代表性物质。通过改变工艺条件，将废气控制在废气中氮氧化物含量满足根据最近严格的环境标准的排放限值的水平。然而，即使当废气中的氮氧化物含量满足排放限值时，如果废气中二氧化氮的浓度超过约15ppm，那么可能出现黄色烟流(yellow plume)。这种黄色烟流对附近居民造成了严重的心理和视觉影响，因而需要消除。为了防止黄色烟流的产生，需要能够减少废气中二氧化氮含量的技术。

在相关技术中，为了减少废气中的二氧化氮含量，已经持续进行了对发电厂或内燃机领域中的燃烧控制和废气处理技术的研究。通过废气处理减少氮氧化物含量的技术主要分为两类：使用催化剂的选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)和不使用催化剂的选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR)。

SCR能够有效地去除二氧化氮，但是为了安装催化剂设备，需要增大设施的规模，因此，产生了以下问题，其中为了消除由二氧化氮引起的黄色烟流，需要高的投资成本，并且由于安装了催化剂设备，安装面积增加，所以为了设施大型化，需要获得附加场地。KR1999-0069935公开了使用SCR减少产生黄色烟流的方法。

另一方面，与SCR相比，SNCR减少二氧化氮含量的效率低，但是安装成本和周期短，并且不需要大的附加设施，因此可以更有效地减少在工艺过程中产生的二氧化氮含量。KR10-1199265公开了使用SNCR减少产生黄色烟流的方法。然而，上述相关专利仅公开了应用于发电厂和内燃机的二氧化氮去除技术，但没有公开适用于PDH过程的二氧化氮去除技术。

为了减少烯烃制造过程中产生的二氧化氮含量，直接应用上述相关技术来减少发电厂运行过程中产生的二氧化氮含量是不合适的。这是因为在发电厂中产生的废气的组成不同于在PDH过程中产生的废气的组成，并且更具体而言是因为，由于在PDH过程中产生的废气中的催化反应，因此废气中的NO₂含量远高于发电厂中产生的典型废气的NO₂含量。此外，减少二氧化氮含量的技术在发电厂的中负荷和低负荷下应用了较短时间，但是必须在PDH过程中始终应用，在PDH过程中反应连续进行24小时。因此，需要开发与应用于常规发电厂和内燃机的减少二氧化氮含量的技术分开的适用于PDH过程的减少二氧化氮含量的技术。

特别是，目前在PDH过程中仅使用SCR去除二氧化氮的技术已经商业化，而在PDH过程中使用SNCR还没有实现。在连续运行的PDH过程中的SCR时，催化剂的寿命与其在发电厂中的断续使用相比是短的。此外，为了更换催化剂而停止过程的运行的情况的问题在于工艺损失巨大。因此，在PDH过程中使用SNCR减少二氧化氮含量的技术变得越来越重要。

发明内容

技术问题