催化裂化的工藝過(guò)程即將原料油通過(guò)加熱并在催化劑的作用下發(fā)生裂化反應(yīng)生成干氣、液態(tài)烴、汽油、柴油、油漿及焦炭。反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦炭附著在待生催化劑表面,通過(guò)斜管輸送到再生器內(nèi)燒焦,從而使催化劑恢復(fù)活性并能夠循環(huán)使用,再生器排出的煙氣經(jīng)過(guò)三旋和四旋分離出一部分催化劑,然后通過(guò)余熱鍋爐回收余熱后經(jīng)煙囪排放到大氣。
NOx 來(lái)源及影響因素
催化裂化裝置原料中一般含有含氮雜環(huán)化合物和芳香族化合物,其中氮含量一般在0.05%~0.5%(w),在催化裂化反應(yīng)過(guò)程中被吸附到催化劑分子篩的晶間酸性位上,以大分子復(fù)雜芳香環(huán)的形式存在于焦炭中,原料中30%~50% 的氮帶入焦炭中隨待生催化劑進(jìn)入再生器,在催化劑再生過(guò)程中有10%~30%的氮被轉(zhuǎn)化成NOx,其余的氮以氮?dú)庑问结尫拧?/span>
催化再生煙氣中NOx 的濃度與催化裝置原料油的氮含量、催化劑的再生方式、催化裂化裝置主要操作條件有關(guān):
1)原料氮含量。待生催化劑上的氮含量隨著原料油氮含量的增加而增加,同時(shí)煙氣中NOx 的濃度也隨之增加。
2)催化再生煙氣中過(guò)剩氧含量的控制是影響
NOx 生成的一個(gè)主要因素,再生器的結(jié)構(gòu)和催化劑的再生方式對(duì)NOx 的生成也都有較大影響。當(dāng)再生器選用富氧操作時(shí),作為還原劑的CO含量下降,造成NOx 濃度顯著上升。兩段再生有助于降低煙氣中NOx 濃度,一般是再生器上段采用不完全再生,下段采用完全再生,在下段富氧環(huán)境下生成的NOx 進(jìn)入上段再生器后,與富含CO的煙氣及待生催化劑上的C接觸,從而使NOx 轉(zhuǎn)化為N2。采用兩段再生方式煙氣中NOx 濃度較傳統(tǒng)再生方式降低20%~25%。
3)主要操作條件。文獻(xiàn)研究表明,較高的操作壓力和較低的操作溫度有利于減少再生反應(yīng)過(guò)程中NOx 的生成。隨著操作壓力升高,含氮揮發(fā)分在催化劑多孔骨架結(jié)構(gòu)內(nèi)的析出速度受到抑制,NOx生成量相應(yīng)降低,同時(shí)操作壓力升高會(huì)導(dǎo)致煙氣在催化劑床層中的停留時(shí)間以及CO和C的濃度增加,增強(qiáng)了CO對(duì)NOx 的還原作用,減少了NOx 排放量。但隨著再生溫度的上升,焦炭中含氮化合物的析出速率增加,從而使NOx的生成量逐漸上升。