[发明专利]一种降低催化裂化过程中不完全再生烟气中NOx排放量的方法

说明书

本发明属于催化裂化领域，公开了一种降低催化裂化过程中不完全再生烟气中NOx排放量的方法，将催化裂化再生器内出来的含CO的烟气导入至脱硝助剂罐，对脱硝助剂进行活化预处理，将经活化预处理后的脱硝助剂通过所述的助剂罐和再生器的压差及电磁阀的启闭定量地压送到催化裂化再生器内，用于催化剂再生过程中催化转化烟气中NH₃等还原态氮化物。本发明通过就近将催化裂化装置再生器中含CO的高温催化剂烧焦烟气引入独立的脱硝助剂罐系统并自动控制助剂加入量，使助剂中活性组元在高温还原性CO气氛下部分由氧化物转化为碳化物以及还原态，助剂活性得以提高，使催化装置外排的NOx量减少20～30％，且控制过程灵活。

技术领域

本发明涉及一种降低催化裂化过程中不完全再生烟气中NOx排放量的方法，属于催化裂化领域。

技术背景

催化裂化作为炼厂重油加工的重要手段，在炼厂有着举足轻重的地位，其不仅是炼油厂重油平衡、生产清洁燃料的主要手段，更是炼油厂的节能增效的关注点。在流化催化裂化(FCC)过程中，原料油与再生催化剂在提升管快速接触进行催化裂化反应，反应生成的焦炭沉积到催化剂上造成其失活，生焦失活的催化剂经汽提后进入再生器，与再生器底部进入的再生空气或富含氧气的空气接触进行烧焦再生。再生后的催化剂循环回反应器再次参与催化裂化反应。根据再生过程中烟气过剩氧含量的高低或CO氧化的充分程度，可将催化裂化装置分为完全再生和不完全再生操作。

不完全再生过程中，由于烟气中过剩氧含量低，CO浓度高，再生器出口烟气中NOx浓度很低，而还原态氮化物如NH₃、HCN等浓度较高。这些还原态氮化物随着烟气向下游流动，在用于回收能量的CO锅炉中，若被充分氧化，则生成NOx；若未被充分氧化，则剩余的NH₃等易造成下游洗涤塔废水氨氮超标，或者与烟气中的SOx反应生成铵盐析出造成余锅或其它烟气后处理设备(如SCR)结盐，影响装置长周期运行。因而，不完全再生过程使用催化助剂在再生器中催化转化NH₃等物质，可降低烟气中NOx排放，延长装置运行周期。

脱硝助剂脱硝技术是将脱硝催化剂以助剂方式加入到再生器内，由于其在再生器中将NOx的前身物NH₃和HCN转化为无害的N₂，可从根源上减少进入CO锅炉的NOx前躯物，从而降低烟气NOx排放，因而被认为是最有效的方法之一，也是应对因催化原料氮含量波动而引发NOx排放超标时的应急减排措施。作用机理为：一是将HCN催化水解为NH₃；二是将NH₃催化分解成N₂和H₂O。所涉及到的反应如下：

HCN+2H₂O＝HCOOH+NH₃

HC≡N+H₂O→NH₃+CO

2NH₃→N₂+H₂

2H₂+O₂→2H₂O

各技术商针对此进行了大量的研发工作，但用于控制不完全再生装置烟气NH₃和NOx排放的助剂技术研究和应用报道相对较少。

US5021144公开了一种降低不完全再生FCC装置烟气中NH₃排放的方法，该方法是在再生器中加入过量的CO助燃剂，加入量是可防止稀相床层尾燃的最小加入量的2-3倍。该方法虽然可以降低不完全再生FCC装置烟气中NH₃排放，但CO的使用量较大，存在能耗较高的缺陷，且不利于环境保护。