[发明专利]一种催化裂化烟气吸附剂在催化裂化装置中运转的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将催化裂化装置中再生烟气的脱硫脱氮方法，更具体地说，涉及一种催化裂化装置中，吸附剂在吸附反应器、吸附剂再生器和催化裂化反应器之间转移的方法。

背景技术

催化裂化反应-再生系统中，催化剂在反应器和催化剂再生器之间循环，通常在离开反应器时，待生催化剂上焦炭含量约为3～10wt％，待生催化剂进入再生器内烧去沉积的焦炭恢复催化活性，然后再返回反应器中循环使用。催化剂上沉积的焦炭主要是反应缩合物，主要成分是碳和氢，当裂化原料含硫和氮时，焦炭中也含有硫和氮。催化剂再生器中积炭与氧气反应生成CO₂、CO和H₂O，再生烟气中还含有SOx(SO₂、SO₃)和NOx(NO、NO₂)，为了不造成大气污染，必须脱除再生烟气中的SOx和NOx后才能排放到大气中。

对处理工业烟气中硫氧化物和氮氧化物的污染问题，Asit K.Das等人公开了一种同时脱除硫氧化物和氮氧化物的方法，SO₂-NO_x adsorption process，即SNAP法(参见“Simultaneous Adsorption of SO₂-NOx from Flue Gases in a Riser Configuration”，Asit K.Das等人，AIChE Journal，Vol.47，No.12，December 2001，P2831-2844)。该方法使含有硫氧化物和氮氧化物的烟气与Na/γ-Al₂O₃吸附剂接触，该吸附剂能吸附硫氧化物和氮氧化物，从而达到净化烟气的目的。所述接触可以在气体悬浮吸附器(GSA)中进行，接触的温度为100～150℃、接触时间为5秒。接触完成后，吸附有硫氧化物和氮氧化物的吸附剂颗粒用过滤袋收集。SNAP法使用后的Na/γ-Al₂O₃吸附剂可以再生。Na/γ-Al₂O₃吸附剂的再生过程分两个阶段：(1)在流化床式再生器中将使用后的吸附剂加热到500℃，释放NO_x；随后通入天然气将NO_x还原为N₂和O₂排放；(2)将(1)中脱除NO_x的吸附剂再经天然气和水蒸汽处理将SO_x转化为H₂S回收。

CN101209391A公开了一种脱除烟气中硫氧化物和/或氮氧化物的方法及烃油裂化方法，该方法中采用催化裂化催化剂作为脱除催化裂化催化剂再生烟气中硫氧化物和氮氧化物的吸附剂，其吸附效果与现有的专用吸附剂相当，而且不容易饱和、吸附剂再生的条件(比如加热到500℃，释放NOx)比作为催化裂化催化剂再生的条件缓和，因此作为吸附剂再生对催化裂化催化剂的结构并没有影响，此外，作为催化裂化再生烟气处理吸附剂使用过的催化剂，仍然能够用到催化裂化过程中，其作为催化裂化催化剂的活性不但不受影响，而且略有提高。吸附剂可被再生，作为催化裂化再生烟气处理吸附剂使用过的催化剂，仍然能够用到催化裂化过程中。

使用催化裂化催化剂作为再生烟气脱硫脱氮的吸附剂时，吸附剂可以在烟气脱硫脱氮反应-再生系统和催化裂化反应-再生系统中循环使用。离开催化裂化装置的再生器的烟气温度在620～690℃，压力在0.1～0.2MPa，具有较高能量品位。通常地，为便于烟气能量回收利用，采用烟气轮机发电，再接余热锅炉发生蒸汽，实施吸附操作时，吸附温度即烟气温度为170～250℃，吸附压力为能量回收操作后的余压，压力为微正压甚至负压，处于低压区。

为维持两器压力平衡，催化裂化反应器的烃油入口压力约为0.15MPa，与吸附反应器相比，催化裂化反应器处于相对高的高压区。此外，催化裂化装置的主分馏塔得到的干气中含有H₂、小分子烃类、非烃等，其温度在30～40℃，压力在0.3～0.6MPa。吸附后的待生吸附剂和还原性气体在高温下反应，还原脱除吸附剂上负载的硫氧化物和氮氧化物，吸附剂得到进行再生，再生时温度为500～600℃。干气可以作为还原性物流用于脱硫脱氮吸附剂的再生过程，如果采用干气作为再生气体，那么吸附剂再生器保持相对高些的操作压力，处于高压区。如何将吸附剂由吸附反应器转移到吸附剂再生器或催化裂化反应器，在炼油厂实际操作中没有可行的方法，公开的文献中也未见报道。