处理催化剂再生器废气的系统和方法技术方案

一种系统，包括：反应器，所述反应器包括在催化裂化条件下的烃原料和再生催化剂以产生裂化反应器产品和失效催化剂，所述失效催化剂包括烃层；再生器，所述再生器包括失效催化剂原料和含氧气体原料以燃烧至少一部分烃层使所述失效催化剂再生，所述再生器的输出包括包含再生催化剂的第一通道和包含废气的第二通道，所述第一和第二通道与所述反应器流体相连，所述第二通道与加热的含氧气体源流体相连；和混合室，所述混合室与包含废气的第二通道流体相连。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
生产低沸点烃产品如汽油的重质烃流化催化裂化(FCC)在本领域是公知的。FCC 工艺自二十世纪四十年代起就已经存在了。通常，FCC装置或方法包括提升管反应器、催化剂分离器和汽提器、以及再生器。FCC原料被引入提升管反应器，在其中与来自再生器的热的FCC催化剂接触。原料和FCC催化剂的混合物通过提升管反应器并进入催化剂分离器， 在其中裂化产物与FCC催化剂分离。分离出来的裂化产品从催化剂分离器通到下游的分离系统，而分离出来的催化剂通到再生器，在其中烧掉在裂化反应期间在FCC催化剂上沉积的焦炭从而提供再生催化剂。所得的再生催化剂被用作上述热的FCC催化剂并与引入提升管反应器的FCC原料混合。一些FCC再生装置以不完全燃烧模式或部分燃烧模式操作，该燃烧模式定义为CO 含量为l-6Vol%。FCC分子筛催化剂上的焦炭基本完全燃烧公开在Bertolacini等人的美国专利US 4，435，282中，该专利在此处作为参考全文引入。这种完全燃烧例举了一类系统，其中CO含量的量级通常小于500ppm。来自这种完全燃烧再生装置的废气流出物具有低的CO含量和高的O2含量(过量O2)。美国专利US 5，240, 690公开了在一些特定工艺条件下将含氧气体加入来自FCC 再生器的尾气物流的方法，其中所述再生器以部分燃烧模式进行操作。来自再生器的尾气含有l-6vol %的CO和至少80ppm的主要包括NH3和HCN的氮化合物。在无附加气体的情况下，大约20-40%的NH3和HCN在下游CO锅炉中转化为NOx。公开的一种方法是向再生器尾气中加入热空气(20%02)以产生温度为1260-1500 °F的尾气物流。美国专利US 5，240，690 在此作为参考全文引入。美国专利US 7，470，412公开了将热的氧气物流加入含有一氧化碳的催化剂再生器废气物流中以脱除一氧化碳。NOx前体如NH3和HCN转化为队，和如果在废气物流中存在 NOx，则加入热的氧气物流降低存在的NOx量。美国专利US 7，470，412在此作为参考全文引入。现有技术中存在降低再生器废气中NOx浓度的需求。现有技术中存在降低以部分燃烧模式操作的FCC再生器废气中NOx浓度的需求。现有技术中存在降低再生器废气中NOx前体浓度的进一步需求。现有技术中存在降低再生器废气中⑶浓度的进一步需求。现有技术中存在降低以完全燃烧模式操作的FCC再生器废气中CO浓度的进一步需求。现有技术中还存在使FCC装置容量最大化的进一步需求。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术提供一种系统，包括反应器，所述反应器包括在催化裂化条件下的烃原料和再生催化剂以产生裂化反应器产品和失效催化剂，所述失效催化剂包括烃层；再生器，所述再生器包括失效催化剂原料和含氧气体原料以燃烧至少一部分烃层使所述失效催化剂再生，所述再生器的输出包括包含再生催化剂的第一通道和包含废气的第二通道，所述第一和第二通道与所述反应器流体相连；所述第二通道与加热的含氧气体源流体相连；和混合室，所述混合室与包含废气的第二通道流体相连。在另一方面，本专利技术提供一种方法，包括在反应器区内催化裂化烃原料，其中在所述反应器区内通过在合适的催化裂化条件下使所述烃原料与催化剂接触以产生包含裂化烃产品和失效催化剂的裂化反应器产品；使所述失效催化剂通入再生器以烧掉失效催化剂的焦炭层从而再生催化剂并产生废气；所述再生器以完全燃烧模式操作，从而使废气包含至少0. 5Vol%的氧；向废气中加入加热的含氧气体；和在混合室中使废气与加热的含氧气体混合。本专利技术的优点包括如下一项或多项降低再生器废气中NOx浓度的改进系统和方法。降低例如以部分燃烧模式操作的再生器废气中NOx前体浓度的改进系统和方法。降低例如以完全燃烧模式操作的再生器废气中CO浓度的改进系统和方法。使FCC装置容量最大化的改进系统和方法。附图说明图1描述了催化剂再生器和废气处理系统。图加和2b描述了混合设备。图3描述了混合设备。具体实施例方式当烃材料裂化为较短链长的烃材料时，作为副产品产生焦炭。在催化裂化中，焦炭在裂化催化剂上形成沉积层，这使得必须对裂化催化剂进行再生。该再生通常与在含氧气氛中烧掉催化剂上的焦炭有关。在从催化剂表面上脱除焦炭后，使催化剂返回到反应器中以处理其它烃材料从而生产更短的烃链。烧掉催化剂表面的焦炭的转化会造成CO的形成。如此形成的CO是与温度有关的。如果再生器内的温度变得足够热，则在足够量的氧存在下CO将会转化为C02。在较老的FCC再生装置中，CO并不会立即转化为CO2，而是必须在后续的下游装置中转化为C02。如果在进料至CO燃烧装置的原料气中存在氮化合物(包括NH3和HCN)，则不幸地存在形成NOx的缺点。当FCC再生器以部分燃烧模式操作时，多达6000ppm(或甚至更多)的氨和HCN可能存在于一氧化碳锅炉的气体原料中。另外，在再生环境中还存在1-6%的CO。根据一氧化碳锅炉中的燃烧条件，大约25%的氮化合物可以转化成NOx，而如果不用非常昂贵的洗涤系统来除去N0x，这些NOx随后会排放入大气中。在一个实施方案中，部分燃烧的废气组合物含有约1_7νο1 %的C0、约 100-500ppmv 的 O2、可忽略量的 NOx、约 lOO-lOOOppmv 的 NOx 前体如 HCN 和 NH3。当FCC再生器以部分燃烧模式操作时，向再生器提供低于化学计量量的氧，这导4致碳不完全燃烧为CO2，从而造成更大量的部分燃烧和CO产量。因此，废气具有低的O2浓度和高的CO浓度。也可能存在相对大量的NOx前体。相反，当FCC再生器以完全燃烧模式操作时，向再生器提供超过化学计量量的氧， 这导致碳完全燃烧为C02。因此，废气具有高的O2浓度和低的CO浓度。也可能由于NOx前体与过量氧反应形成相对大量的NOx。在一个实施方案中，完全燃烧的废气组合物含有约lOO-lOOOppmv的C0、约 0. 5-5vol %的O2、约15-300ppmv的NOx和可忽略量的NOx前体如HCN和NH3。通常，&过量量越大，则NOx量越大和CO量越小。相反地，O2过量量越小，则NOx 量越小和CO量越大。本专利技术方法应用含氧气体，优选为空气，和最优选为预热空气，作为注入气进入再生器排放废气中。根据再生区的操作条件，在再生尾气中包含的大量氨和/或HCN可以在进入一氧化碳锅炉之前通过应用本专利技术转化为元素氮。图 1 在图1中，操作催化反应器如FCC装置以产生在催化剂表面上积碳的失效催化裂化催化剂。该失效催化剂沿管道(4)从FCC反应器通到再生器O)，以烧掉催化剂表面上的碳。催化剂上焦炭的氧化在通过管道(6)加入再生器的含氧气体的存在下发生。再生后，催化剂通过管道(8)返回FCC反应器。通过管道(10)从再生器O)中脱除尾气。空气在预热器(38)中预热并经管道(36)与再生尾气一起在管道(10)中混合。尾气和空气输送至混合设备40，从而尾气可以与空气反应以降低尾气中CO和/或NOx和/或其它不希望物料的浓度。混合后，将混合物输送至分离设施(1 以脱除催化剂粉末。该催化剂脱除可以通过水平或垂直旋风分离器来实现。所脱除的催化剂颗粒通过管道(1 从过程中抽出。所回收的气体在管道(14)本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种系统，包括：反应器，所述反应器包括在催化裂化条件下的烃原料和再生催化剂以产生裂化反应器产品和失效催化剂，所述失效催化剂包括烃层；再生器，所述再生器包括失效催化剂原料和含氧气体原料以燃烧至少一部分烃层使所述失效催化剂再生，所述再生器的输出包括包含再生催化剂的第一通道和包含废气的第二通道，所述第一和第二通道与所述反应器流体相连；所述第二通道与加热的含氧气体源流体相连；和混合室，所述混合室与包含废气的第二通道流体相连。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·M·陈，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL