[发明专利]一种降低FCC再生烟气污染物排放的助催化剂及其应用

说明书

本发明涉及一种降低FCC再生烟气污染物排放的助催化剂及其应用。该助催化剂包含微球颗粒A和微球颗粒B；以微球颗粒A的重量为100％计，所述微球颗粒A包含：80‑98％的氧化铝，0.1‑10％的氧化硅，1‑15％的选自VIB族和IB族中的一种或两种金属的氧化物和0.1‑3％的稀土元素的氧化物；以微球颗粒B的重量为100％计，所述微球颗粒B包含：50‑80％的氧化铝，10‑50％的选自IIA族、IVB族和VIII族中的一种或几种金属的氧化物和0.1‑10％的稀土元素的氧化物。该助催化剂应用于降低含氮污染物的排放，能够显著减少再生烟气中NOx、SOx和CO等大气污染物的排放。

技术领域

本发明涉及一种用于降低FCC装置再生烟气中NOx、SOx和CO等大气污染物排放的助催化剂及其应用。

背景技术

流化催化裂化(以下简称FCC)装置是炼油厂重要的重油轻质化装置之一，是生产轻质油特别是高辛烷值汽油的核心装置，也是生产低碳烯烃等有机化工原料的重要工艺。但在FCC再生烟气中含有一定量的SOx、NOx和CO等对环境不友好的污染物气体。据统计，炼油企业排放的SOx和NOx分别占空气中总排放量的6％-7％和10％，其中的绝大部分来自于FCC装置。

FCC再生烟气中的NOx和SOx主要来源于原料油中的含氮化合物和含硫化合物。在FCC提升管反应器中，原料油裂化的同时，生成的少部分焦炭沉积在催化剂表面使其失活，部分硫和氮元素进入焦炭，在再生器中进行催化剂烧焦再生过程时，硫、氮元素氧化转变成SOx和NOx，随再生烟气排放到大气中。有相关研究表明(Jin S Yoo,JohnA.Karch.Catalytic SOx abatement:The role of magnesium aluminate spinel in theremoval of SOx from fluid catalytic cracking(FCC)flue gas[J].Ind Eng ChemRes,1988,27:1356-1360)，催化裂化原料中的硫含量一般为0.3重量％-3.0重量％，渣油中硫含量可达4.0重量％。经裂化后，原料中的硫约35重量％-45重量％以H₂S的形式进入气体产品，50重量％-60重量％进入液体产品，2重量％-5重量％进入焦炭，在再生器中焦炭中的硫全部被氧化成SOx。原料油中的氮含量一般很低，大概为0.05重量％-0.5重量％。在裂化反应过程中，碱性氮化合物被吸附到催化剂的酸性中心上而形成焦炭，而中性氮化合物则被认为进入产品中，原料中接近一半的氮进入焦炭。在催化剂再生烧焦过程中，焦炭上的氮仅有3％-25％以NO的形式进入烟气，其余的则转化为N₂的形式存在。FCC再生烟气中NOx的浓度为0.005v％-0.05v％，主要是NO(约90％)，同时含有少量的NO₂；FCC再生烟气中SOx浓度为0.02v％-0.1v％，其中约90％是SO₂，约10％是SO₃。除了NOx和SOx外，FCC再生烟气中同时含有O₂、CO₂、CO以及H₂O，这些气体的浓度受操作条件的影响变化较大。