[发明专利]一种减排的催化剂再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化裂化过程中含炭催化剂烧焦的再生方法。

背景技术

2009年10月，国家公布了控制温室气体排放的行动目标：即到2020年全国单位国内生产总值CO₂排放比2005年下降40％至45％，并明确提出“十二五”期间单位GDP二氧化碳排放降低17％，同时国家在“十二五”期间有可能适时征收“碳税”。因此石油炼制与化工生产过程中有效减少碳排放显得尤其重要，捕集、封存和管理CO₂将成为炼厂未来的重要任务。重油加工过程中的碳排放主要是催化裂化烧焦、制氢过程的碳排放以及工艺过程的能耗。催化裂化装置是炼厂的核心生产装置，由于催化剂烧焦而成为CO₂排放的主要来源之一。

重质油进行催化裂化反应时，除生成轻质燃料外，还生成相当多的焦炭，沉积在催化剂上使其活性和选择性降低。催化剂再生分为完全再生和不完全再生，完全再生是在氧气过剩的条件下，催化剂上的焦炭全部充分燃烧生成CO₂；不完全再生是指催化剂上的焦炭未完全燃烧，燃烧后的烟气中含有一定量CO。

CN1600431A公开了一种不完全再生烟气燃烧技术，采用在位于催化剂再生器和烟机入口之间的不完全再生烟道气中补充空气的办法，使不完全再生烟气中的CO继续燃烧，从而使烟气温度升高至660～760℃，最终使得烟机入口温度达到640～700℃，提高烟机回收效率，以最大限度回收烟气压力能从而降低装置能耗。采用本发明，根据装置规模和CO和/或夹带烃的浓度补充空气量20～300Nm³/min，能有效提高烟气温度20～80℃，提高烟机效率。对于单段不完全再生，在烟道中补充空气还可使烟气夹带烃类充分燃烧，消除其对烟机的影响，具有结构简单，控制灵活，操作稳定的优点。

CN1052688A公开了一种流化床催化剂的两段氧化再生方法，待生催化剂首先在第一流化床中与含氧气体接触发生烧焦反应，其中气体表观线速为0.8～2.5m/s，催化剂停留时间为0.6～1.0分钟，再生温度为650～750℃；在第一流化床内部分再生的催化剂以及含氧烟气一起并流向上穿过分布器，进入第二流化床，再与含氧气体接触继续发生烧焦反应，第二流化床的气体表观线速度为1.2～3.0m/s，催化剂平均停留时间为1.0～2.2分钟，再生温度为700～800℃，得到再生催化剂和烟气；再生催化剂和烟气分离后，一部分再生催化剂进入反应器，另一部分返回到第一流化床以提高床层温度。该方法采用高的气体线速度操作，再生速度快，同时简化了再生系统结构及流程。

常规的催化剂烧焦再生方法是向流化床内通入空气或含氧气体进行再生。空气主要由O₂和N₂组成，因此催化剂烧焦再生后产生的再生气中含有大量的N₂、CO₂和少量的O₂和CO。由于烟气分离难度大、成本高，因此在常规条件下，烟气进入能量回收系统后直接排放，从而造成温室效应。

我国催化裂化装置产出的平均焦炭产率大于装置自热平衡所需焦炭产率，因此提高催化裂化前端、中端和末端各个过程的效率，采用重油加工组合工艺调整C、H在产品中的分布，以降低焦炭产率，具有重大意义。但目前为止，催化裂化过程中做到大幅度降低甚至零碳排放仍是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种减排的催化剂再生方法，以从源头上做到有效减少碳排放甚至零碳排放。

本发明提供的减排的催化剂再生方法包括：待生催化剂在密相流化床再生器内，与富氧气体和二氧化碳气体接触，在温度550～750℃、催化剂平均停留时间为0.5～10.0分钟的条件下发生焦炭燃烧反应，再生后的催化剂进入反应器，烟气经旋风分离器后分为两部分，其中一部分循环至再生器进气系统与富氧气体混合，另一部分进入烟气能量回收系统回收二氧化碳而不排放。

所述富氧气体选自纯氧(从空分等途径获得)，不含氮气；所述二氧化碳气体为烟气循环物，同时控制再生器进气中氧气总体积分数不大于40％优选不大于30％；所述烟气为焦炭充分燃烧产生的二氧化碳气体。

所述温度优选为650～700℃；所述催化剂平均停留时间优选为0.5～10.0分钟，更优选为1.0～6.0分钟；密相流化床再生器的气体表观线速度为0.2～2.0m/s，优选为0.5～1.0m/s。