ОБРАБОТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ NO И СО Российский патент 2008 года по МПК B01D53/56 B01D53/62 

Родственные заявки

Данная заявка на изобретение заявляет приоритет предварительной заявки на патент №60/402710, поданной 13 августа 2002 года.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение предлагает композиции и способы снижения выбросов NO_x и CO из дымового газа установки каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (FCC).

Уровень техники

Типичные регенератор и дымовая труба в установке FCC показаны на Фиг.1. Закоксованный катализатор передается из резервуара для крекинга (не показан) установки FCC в регенератор катализатора 2 по передающему трубопроводу 4. Отработавший катализатор регенерируют в псевдоожиженном слое 6, выжигая кокс из катализатора в присутствии воздуха, вводимого в регенератор 2 посредством воздуховода 8. Регенерированный катализатор возвращают в резервуар для крекинга посредством передающего трубопровода 10. Образующиеся в регенераторе 2 NO_x (например, NO, NO₂, N₂O, N₂O₄, N₂O₅) и CO покидают псевдоожиженный слой 6 и уходят из регенератора с дымовым газом посредством трубопровода 12. Из регенератора дымовой газ переносится по трубопроводу 12 к дымовой трубе 36, откуда он выбрасывается в атмосферу. Дымовой канал может необязательно содержать один или несколько компонентов, таких как тушитель 14 (например, охладитель дымовых газов и аналогичные устройства), электростатический фильтр 15, газоочиститель SO_x 16 и т.п. Необязательные компоненты (например, 14, 15, 16) могут быть расположены вдоль дымового канала в любом порядке друг относительно друга.

Из уровня техники известно, что NO_x можно удалить из дымового газа с помощью NH₃, являющегося селективным восстановителем, который не реагирует быстро с избытком кислорода, который может присутствовать в дымовом газе. Были выделены два типа NH₃ процессов - термический и каталитический. Термические процессы работают как гомогенные газофазные процессы при высоких температурах, типично примерно от 1550 до 1900°F. Каталитические системы, как правило, работают при более низких температурах, типично от 300 до 850°F. Патент США №4521389 описывает добавление NH₃ к дымовому газу для каталитического восстановления NO_x до азота.

Обработка дымового газа с целью снижения содержания NO_x является эффективной, но капитальные и рабочие затраты являются высокими. Существует необходимость в новых способах снижения содержания NO_x и других выбросов из дымового газа FCC установки. Изобретение ориентировано на решение данной задачи, а также на другие важные задачи.

Сущность изобретения

Изобретение предлагает обработку дымового газа для снижения содержания NO_x в дымовом канале установки FCC, добавляя, по меньшей мере, одну композицию, включающую медь и/или кобальт, в регенератор установки FCC в количестве, достаточном для снижения содержания NO_x в дымовом канале установки FCC. В одном варианте осуществления изобретения количество NO_x, выходящего из регенератора, является таким же, как количество NO_x, выходящее из регенератора в отсутствие композиции, или превышающим данное количество.

В другом варианте осуществления изобретение предлагает обработку дымового газа для снижения выброса NO_x из дымового канала установки FCC, добавляя, по меньшей мере, одну композицию, включающую медь и/или кобальт, в регенератор установки FCC, где регенератор имеет плохое или неравномерное распределение воздуха.

В еще одном варианте осуществления изобретение предлагает обработку дымовых газов для снижения выброса CO из дымового канала установки FCC, добавляя, по меньшей мере, одну композицию, содержащую медь и/или кобальт, в регенератор установки FCC в количестве, достаточном для уменьшения содержания CO в дымовом канале установки FCC. В другом варианте осуществления изобретение предлагает способы снижения выбросов CO из регенератора установки FCC.

Композиции, которые применимы для обработки дымовых газов, и способы по изобретению включают медь и/или кобальт. Медь и кобальт могут находиться в форме металлов и/или оксидов. В других вариантах осуществления композиции включают медь и/или кобальт и, по меньшей мере, один носитель, выбранный из соединений, подобных гидротальциту, шпинелей, оксида алюминия, диоксида кремния, алюмината кальция, силиката алюминия, титаната алюминия, титаната цинка, алюмината цинка, титаната цинка/алюмината цинка, цирконата алюминия, алюмината магния, гидроксида алюминия, отличных от Al₂O₃ соединений оксидов металла, содержащих алюминий, глины, оксида магния, оксида лантана, диоксида циркония, оксида титана, глины/фосфатного материала, ацетата магния, нитрата магния, хлорида магния, гидроксида магния, карбоната магния, формиата магния, водного силиката магния, силиката магния, смешанного силиката магния и кальция, оксида бора, силиката кальция, оксида кальция, гидрата нитрата алюминия, хлоргидрата алюминия, диоксида кремния/оксида алюминия, цеолита (например, ZSM-5) или смесей двух или более указанных соединений. Также можно использовать другие носители, известные из уровня техники, в сочетании с медью и/или кобальтом. В одном варианте осуществления носитель представляет собой соединение, подобное гидротальциту, шпинель, оксид алюминия, титанат цинка, алюминат цинка или титанат цинка/алюминат цинка.

Данные и другие аспекты изобретения более детально описаны ниже.

На чертеже показан типичный регенератор в установке FCC, включая дымовой канал.

Детальное описание изобретения

Изобретение предлагает композиции и способы для снижения содержания NO_x в дымовом канале установки FCC. Было обнаружено, что содержание NO_x в дымовом газе установки FCC можно понизить, добавляя одну или несколько композиций, включающих медь и/или кобальт, в регенератор установки FCC. В некоторых вариантах осуществления изобретения композиции не снижают, а могут даже увеличить количество NO_x, выходящего из регенератора, но затем неожиданно содержание NO_x в дымовом газе снижается между регенератором и выходом дымовой трубы.

Композиции и способы по изобретению можно использовать в любой традиционной установке FCC. Установка FCC может иметь регенератор полного сгорания, регенератор частичного сгорания или регенератор двойного сгорания (например, регенератор сгорания, имеющий окислительную и восстановительную среды). Композиции и способы применимы для установок каталитического крекинга в подвижном слое и псевдоожиженном слое.

В регенератор установки FCC непрерывно вводят воздух. Чертеж показывает, что воздух вводят в нижнюю часть регенератора, хотя специалист в данной области примет во внимание, что воздух можно вводить в любую часть регенератора. Воздух содержит примерно 21% кислорода (т.е. O₂), примерно 78% азота (т.е. N₂) и примерно 1% других компонентов. Воздух может быть равномерно распределен в регенераторе или воздух может быть неравномерно распределен в регенераторе. Как правило, воздух в регенераторе распределен неравномерно. Неравномерное распределение означает, что существуют области в регенераторе, которые имеют высокие концентрации кислорода (например, выше 2% кислорода, выше 3% кислорода, выше 4% кислорода или выше 5% кислорода, т.е. окислительная среда), и области, которые имеют низкие концентрации кислорода (например, менее 2% кислорода, т.е. восстановительная среда). Было обнаружено, что композиции по изобретению уменьшают выбросы NO_x из дымовых газов, когда установка FCC имеет регенератор, который содержит кислород, который равномерно, либо неравномерно распределен в генераторе. В одном варианте осуществления композиции добавляют в регенератор, который имеет неравномерное распределение кислорода.

Было обнаружено, что когда в регенераторе 2 используют композиции по изобретению, то снижаются выбросы NO_x в дымовом канале, т.е. между точкой выхода из регенератора 3 и точкой выброса из дымовой трубы 5. Длина дымового канала (т.е. длина между 3 и 5 на чертеже) обычно составляет, по меньшей мере, примерно 25 футов, и может составлять примерно 200 футов или более. Дымовой канал необязательно может содержать тушители, газоочистители SO_x, электростатические фильтры и аналогичные устройства.

В одном варианте осуществления композиции по изобретению включают медь и носитель, где носитель представляет собой соединение, подобное гидротальциту, шпинель, оксид алюминия (Al₂O₃), диоксид кремния, алюминат кальция, силикат алюминия, титанат алюминия, титанат цинка, алюминат цинка, титанат цинка/алюминат цинка, цирконат алюминия, алюминат магния, гидроксид алюминия, отличное от Al₂O₃ соединение оксида металла, содержащее алюминий, глину, оксид магния, оксид лантана, диоксид циркония, оксид титана, глину/фосфатный материал, ацетат магния, нитрат магния, хлорид магния, гидроксид магния, карбонат магния, формиат магния, водный силикат магния, силикат магния, смешанный силикат магния и кальция, оксид бора, силикат кальция, оксид кальция, гидрат нитрата алюминия, хлоргидрат алюминия, диоксид кремния/оксид алюминия, цеолит или смесь двух или более указанных соединений. Композиции по изобретению необязательно могут дополнительно содержать церий, предпочтительно, в форме CeO₂. В одном варианте осуществления композиции по изобретению включают медь и носитель, где носитель представляет собой соединение, подобное гидротальциту, шпинель, оксид алюминия (Al₂O₃), титанат цинка, алюминат цинка или титанат цинка/алюминат цинка.

В другом варианте осуществления композиции по изобретению включают кобальт и носитель, где носитель представляет собой соединение, подобное гидротальциту, оксид алюминия (Al₂O₃), шпинель, диоксид кремния, алюминат кальция, силикат алюминия, титанат алюминия, титанат цинка, алюминат цинка, титанат цинка/алюминат цинка, цирконат алюминия, алюминат магния, гидроксид алюминия, отличное от Al₂O₃ соединение оксида металла, содержащее алюминий, глину, оксид магния, оксид лантана, диоксид циркония, оксид титана, глину/фосфатный материал, ацетат магния, нитрат магния, хлорид магния, гидроксид магния, карбонат магния, формиат магния, водный силикат магния, силикат магния, смешанный силикат магния и кальция, оксид бора, силикат кальция, оксид кальция, гидрат нитрата алюминия, хлоргидрат алюминия, диоксид кремния/оксид алюминия, цеолит или смесь двух или более указанных соединений. Композиции по изобретению необязательно могут дополнительно содержать церий, предпочтительно, в форме CeO₂. В одном варианте осуществления композиции по изобретению включают кобальт и носитель, где носитель представляет собой соединение, подобное гидротальциту, шпинель, оксид алюминия (Al₂O₃), титанат цинка, алюминат цинка или титанат цинка/алюминат цинка.

В другом варианте осуществления композиции по изобретению включают медь, кобальт и носитель, где носитель представляет собой соединение, подобное гидротальциту, оксид алюминия (Al₂O₃), шпинель, диоксид кремния, алюминат кальция, силикат алюминия, титанат алюминия, титанат цинка, алюминат цинка, титанат цинка/алюминат цинка, цирконат алюминия, алюминат магния, гидроксид алюминия, отличное от Al₂O₃ соединение оксида металла, содержащее алюминий, глину, оксид магния, оксид лантана, диоксид циркония, оксид титана, глину/фосфатный материал, ацетат магния, нитрат магния, хлорид магния, гидроксид магния, карбонат магния, формиат магния, водный силикат магния, силикат магния, смешанный силикат магния и кальция, оксид бора, силикат кальция, оксид кальция, гидрат нитрата алюминия, хлоргидрат алюминия, диоксид кремния/оксид алюминия, цеолит или смесь двух или более указанных соединений. Композиции по изобретению необязательно могут дополнительно содержать церий, предпочтительно, в форме CeO₂. В одном варианте осуществления композиции по изобретению включают медь, кобальт и носитель, где носитель представляет собой соединение, подобное гидротальциту, шпинель, оксид алюминия (Al₂O₃), титанат цинка, алюминат цинка или титанат цинка/алюминат цинка.

Способы получения носителей известны из уровня техники. Композиции по изобретению можно изготовить, например, импрегнированием высушенных форм носителей растворами, содержащими ионы меди и/или кобальта. Специалист в данной области примет во внимание, что медь и кобальт могут находиться в форме металла и/или оксида в композициях по изобретению.

В одном варианте осуществления композиции по изобретению включают медь и соединение, подобное гидротальциту, где соединение, подобное гидротальциту, содержит Mg. В другом варианте осуществления композиции по изобретению включают медь и соединение, подобное гидротальциту, где соединение, подобное гидротальциту, содержит Mg и Al. В другом варианте осуществления композиции по изобретению включают кобальт и соединение, подобное гидротальциту, где соединение, подобное гидротальциту, содержит Mg. В другом варианте осуществления композиции по изобретению включают кобальт и соединение, подобное гидротальциту, где соединение, подобное гидротальциту, содержит Mg и Al. В другом варианте осуществления композиции по изобретению включают медь, кобальт и соединение, подобное гидротальциту, где соединение, подобное гидротальциту, содержит Mg. В другом варианте осуществления композиции по изобретению включают медь, кобальт и соединение, подобное гидротальциту, где соединение, подобное гидротальциту, содержит Mg и Al. В соединении, подобном гидротальциту, магний и алюминий, как правило, присутствуют с соотношением примерно от 1,5:1 до 6:1, примерно от 2:1 до 5:1, примерно от 2:1 до 4:1 или примерно 3:1.

Композиции по изобретению включают примерно от 45 до 65 мас.% оксида магния (MgO), примерно от 10 до 30 мас.% оксида алюминия (Al₂O₃) и примерно от 5 до 30 мас.% оксида меди (CuO) и/или оксида кобальта (CoO), исходя из массы сухого вещества. В другом варианте осуществления композиции по изобретению включают примерно от 50 до 60 мас.% оксида магния (MgO), примерно от 18 до 28 мас.% оксида алюминия (Al₂O₃) и примерно от 15 до 25 мас.% оксида меди (CuO) и/или оксида кобальта (CoO). В еще одном варианте осуществления композиции по изобретению включают примерно 56 мас.% оксида магния (MgO), примерно 24 мас.% оксида алюминия (Al₂O₃) и примерно 20 мас.% оксида меди (CuO) и/или оксида кобальта (CoO).

Сухую основу композиций гидратируют, чтобы получить конечный продукт, включающий примерно от 75 до 95 мас.% соединения, подобного гидротальциту, примерно от 3 до 23 мас.% CuO и/или CoO и примерно от 1 до 5 мас.% влаги при 110°С; или примерно от 80 до 90 мас.% соединения, подобного гидротальциту, примерно от 8 до 18 мас.% CuO и/или CoO и примерно от 1 до 3 мас.% влаги при 110°С; или примерно 85 мас.% соединения, подобного гидротальциту, примерно 13 мас.% CuO и/или CoO и примерно 2 мас.% влаги при 110°С.

Когда композиции по изобретению включают CeO₂, CeO₂ присутствует в количестве, превышающем 10% по массе, в количестве примерно от 11% до 30%, в количестве примерно от 12% до 25%, в количестве примерно от 13% до 22%, в количестве примерно от 14% до 20% или в количестве примерно от 15% до 20%.

В другом варианте осуществления композиции по изобретению включают медь и/или кобальт в сочетании с соединением, подобным гидротальциту, имеющим химическую структуру:

(X_m ²⁺Y_n ³⁺(OH)_2m+2n)Z_n/a ^a-·bH₂O,

где X²⁺ представляет собой Mg, Ca, Zn, Mn, Co, Ni, Sr, Ba, Fe или Cu; Y³⁺ представляет собой Al, Mn, Fe, Co, Ni, Cr, Ga, B, La или Ce; m и n представляют собой целые числа, выбранные таким образом, что отношение m/n равно примерно от 1 до 10; a равно 1, 2 или 3; b равно целому числу от 0 до 10 и Z представляет собой анион с зарядом -1, -2 или -3 (например, CO₃, NO₃, SO₄, Cl, OH, Br, I, SO₄, SiO₃, HPO₃, MnO₄, HGaO₃, HVO₄, ClO₄, BO₃ и аналогичные). В одном варианте осуществления Z представляет собой OH. В одном варианте осуществления соединение, подобное гидротальциту, представляет собой Mg₆Al₂(OH)₁₈·4,5H₂O.

В другом варианте осуществления композиции по изобретению включают медь и/или кобальт в сочетании с соединением, подобным гидротальциту, дающим рентгенограмму, в которой имеются положения 2 тета пика, обладающие приемлемым сходством с положениями, найденными в ICDD карте 35-965, ICDD карте №22-0700, ICDD карте №35-1275 или ICDD карте №35-0964. В одном варианте осуществления соединение, подобное гидротальциту, дает рентгенограмму, в которой имеются положения 2 тета пика, обладающие приемлемым сходством с положениями, найденными в ICDD карте 35-965.

Способы изготовления соединений, подобных гидротальциту, описаны, например, в патенте США №6028023, описание которого включается здесь ссылкой во всей своей полноте.

В других вариантах осуществления изобретение предлагает композиции, включающие медь и/или кобальт и алюминиевый носитель. Типичные алюминиевые носители включают оксид алюминия (Al₂O₃), алюминат кальция, силикат алюминия, титанат алюминия, цирконат алюминия, алюминат магния, гидроксид алюминия, диоксид кремния/оксид алюминия, гидрат нитрата алюминия, хлоргидрат алюминия, отличное от Al₂O₃ соединение оксида металла, содержащее алюминий, или смесь двух или более указанных соединений. Оксид алюминия и содержащие алюминий соединения являются желательными носителями меди, поскольку алюминий обладает высокой степенью пористости и будет сохранять сравнительно высокую площадь поверхности в температурном диапазоне, обычно встречающемся в установке FCC. Оксид алюминия можно использовать в качестве носителя для меди в форме мелкодисперсного порошка или макрочастиц, полученных из порошка.

В других вариантах осуществления композиции по изобретению включают медь и/или кобальт и носитель, представляющий собой шпинель, например MgAl₂O₄.

В других вариантах осуществления композиции по изобретению включают медь и/или кобальт и цинковый носитель, например титанат цинка, алюминат цинка, титанат цинка/алюминат цинка. Цинковые носители описаны, например, в WO 99/42201, описание которой включается здесь ссылкой во всей своей полноте.

Чтобы снизить содержание NO_x в дымовом газе, композиции по изобретению вводят в регенератор и осуществляют их непрерывную циркуляцию между реактором FCC и регенератором. Композиции по изобретению можно использовать в малом количестве для снижения выбросов NO_x и CO. Например, композиции по изобретению можно использовать в количестве примерно от 1 ч./млн до 1000 ч./млн, примерно от 2 ч./млн до 500 ч./млн, примерно от 50 ч./млн до 250 ч./млн или примерно от 100 ч./млн до 200 ч./млн. Альтернативно, композиции по изобретению можно использовать в количестве примерно от 0,001 мас.% до 5 мас.% от циркулирующего количества общего катализатора в FCC регенераторе, в количестве примерно от 0,001 мас.% до 1 мас.% от циркулирующего количества общего катализатора в FCC регенераторе или примерно от 0,01 мас.% до 0,1 мас.% от циркулирующего количества общего катализатора в FCC регенераторе. Композиции по изобретению могут снизить выбросы NO_x и/или CO из установки FCC примерно за два часа или менее, примерно за один час или менее, примерно за тридцать минут или менее, примерно за пятнадцать минут или менее или примерно за 5 минут или менее.

В другом варианте осуществления композиции по изобретению снижают выбросы CO из регенератора установки FCC и/или из дымового газа в дымовом канале установки FCC. В одном варианте осуществления изобретение предлагает обработку дымового газа для снижения содержания CO в дымовом канале установки FCC, добавляя композицию, включающую медь и/или кобальт и носитель, в регенератор установки FCC. В другом варианте осуществления изобретение предлагает способы снижения выбросов CO из регенератора установки FCC, добавляя композицию, включающую медь и/или кобальт и носитель, в регенератор установки FCC. В еще одном варианте осуществления изобретение предлагает способы снижения содержания CO в дымовом канале установки FCC и снижения выбросов CO из регенератора установки FCC, добавляя композицию, включающую медь и/или кобальт и носитель, в регенератор установки FCC. Носитель может представлять собой соединение, подобное гидротальциту, шпинель, оксид алюминия, диоксид кремния, алюминат кальция, силикат алюминия, титанат алюминия, титанат цинка, цирконат алюминия, алюминат магния, гидроксид алюминия, отличное от Al₂O₃ соединение оксида металла, содержащее алюминий, глину, оксид магния, оксид лантана, диоксид циркония, оксид титана, глину/фосфатный материал, ацетат магния, нитрат магния, хлорид магния, гидроксид магния, карбонат магния, формиат магния, водный силикат магния, силикат магния, смешанный силикат магния и кальция, оксид бора, силикат кальция, оксид кальция, гидрат нитрата алюминия, хлоргидрат алюминия, диоксид кремния/оксид алюминия, цеолит (например, ZSM-5) или смеси двух или более указанных соединений. В одном варианте осуществления носитель представляет собой соединение, подобное гидротальциту, шпинель, оксид алюминия, титанат цинка, алюминат цинка или титанат цинка/алюминат цинка.

В другом варианте осуществления композиции по изобретению можно использовать в сочетании с промотором сжигания CO, таким как промотор сжигания CO на основе платины и/или оксида алюминия. Для получения хороших результатов можно использовать от 0,01 до 100 массовых ч./млн металлической Pt, исходя из запаса регенератора. Очень хорошие результаты можно получить, используя от 0,1 до 10 масс. ч./млн. платины, присутствующей на катализаторе в установке.

В установке FCC можно использовать любое традиционное FCC сырье. Сырье может находиться в диапазоне от типичного, такого как нефтяные дистилляты или остаточное сырье, некрекированные, либо частично переработанные, до нетипичного, такого как угольная нефть и сланцевое масло. Сырье часто будет содержать рецикловые углеводороды, такие как светлые нефтепродукты и тяжелые рецикловые нефтепродукты, которые уже были подвергнуты крекингу. Предпочтительным сырьем является газойль, вакуумный газойль, остатки атмосферной перегонки и остатки вакуумной перегонки.

Можно использовать любой имеющийся в продаже катализатор FCC. Катализатор может быть 100% аморфным, но предпочтительно включает немного цеолита в пористой огнеупорной матрице, такой как оксид кремния/оксид алюминия, глина или аналогичные материалы. Цеолит обычно составляет примерно от 5 до 40 мас.% катализатора, причем оставшуюся часть составляет матрица. Можно использовать обычные цеолиты, такие как Y цеолиты, или дефицитные по алюминию формы цеолитов, такие как деалюминизированный Y, ультрастабильный Y и ультрагидрофобный Y. Цеолиты могут быть стабилизированы редкоземельными металлами, например, в количестве примерно от 0,1 до 10 мас.%. В изобретении можно использовать катализаторы, содержащие относительно высококремнистый цеолит. Они выдерживают высокие температуры, обычно связанные с полным сгоранием CO в CO₂ внутри FCC регенератора. Такие катализаторы включают катализаторы, содержащие примерно от 10 до 40% ультрастабильного Y или редкоземельного ультрастабильного Y.

Катализатор по изобретению также может содержать одну или несколько добавок, присутствующих в виде отдельных дополнительных частиц, либо смешанных в каждой частице катализатора крекинга. Могут быть добавлены добавки для увеличения октанового числа, такие как цеолиты со средним размером пор, например ZSM-5, и другие вещества, имеющие аналогичную кристаллическую структуру. Также можно использовать добавки, которые адсорбируют SO_x.

Можно использовать обычные условия крекинга в восходящем потоке. Типичные реакционные условия крекинга в восходящем потоке включают отношения катализатор/нефть, составляющие примерно от 0,5:1 до 15:1, время контакта с катализатором примерно от 0,1 до 50 секунд и температуры в верхней части лифт-реактора примерно от 900 до 1050°F. Важно иметь хорошее перемешивание сырья с катализатором в основании лифт-реактора, используя обычные методы, такие как добавление больших количеств водяного пара для распыления, использование множества форсунок, использование распылительных форсунок и аналогичные методы. Основание лифт-реактора может включать зону ускорения катализатора лифт-реактора. Предпочтительно иметь отвод газа из лифт-реактора в закрытую циклонную систему для быстрого и эффективного отделения крекированных продуктов от отработавшего катализатора.

Пример

Следующий ниже пример предоставлен только с целью иллюстрации и не имеет намерения ограничивать объем патентных притязаний прилагаемой формулы изобретения.

В данном эксперименте использовали установку FCC, имеющую типичные рабочие условия. Например, установка FCC имела температуру регенератора примерно 1350°F, скорость подачи примерно 90000 баррель в день, скорость конверсии примерно 75%, избыток концентрации O₂ на выходе регенератора/в начале дымового канала примерно 0,5%; избыток концентрации O₂ в дымовой трубе (т.е. в конце дымового канала) примерно 1% и содержание основного азота в сырье примерно 300 ч./млн.

Ссылаясь на чертеж, выбросы NO_x и CO из регенератора 2 установки FCC были измерены так близко, как практически возможно в начале дымового канала 3 и в конце дымового канала 5 перед добавлением композиции по изобретению в установку FCC.

Композицию по изобретению добавляли в регенератор установки FCC в количестве примерно 0,04 мас.% от циркулирующего количества общего катализатора в регенераторе FCC. Композиция содержала 55,9 мас.% оксида магния (MgO), 23,6 мас.% оксида алюминия (Al₂O₃) и 20,6 мас.% оксида меди (CuO) в расчете на сухую массу. Сухую основу композиции гидратировали, получая композицию, содержащую 85,0 мас.% соединения, подобного гидротальциту, 13,1 мас.% CuO и 1,9 мас.% влаги при 110°С.

Спустя два часа после добавления композиции по изобретению в регенератор установки FCC измерили выбросы NO_x и CO так близко, как практически возможно в начале дымового канала 3 и в конце дымового канала 5. Результаты показаны в следующей ниже таблице.

 ΔNO_xΔCOИзмерения проведены на выходе из регенератора установки FCC+5 ч./млн-60 ч./млнИзмерения проведены в конце дымовой трубы-21 ч./млн-42 ч./млн

Результаты демонстрируют, что композиция по изобретению снижает выбросы NO_x из дымового канала установки FCC и снижает выбросы CO из регенератора и дымового канала установки FCC. Далее результаты показывают, что содержание NO_x незначительно увеличивается рядом с выходом из регенератора и затем снижается на выходе из дымового канала.

Патенты, заявки на патент и публикации, цитируемые в настоящем описании, включаются здесь ссылкой во всей своей полноте.

Различные модификации изобретения в добавление к тем, что описаны здесь, будут очевидны специалисту в данной области из предшествующего описания. Подразумевается, что такие модификации попадают в объем притязаний прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение предлагает композиции и способы для снижения выбросов NO_x из дымовых газов установки каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (FCC). Обработка дымовых газов для снижения содержания NO_x в дымовом канале установки с псевдоожиженным слоем (FCC) включает добавление композиции, содержащей, по меньшей мере, медь или кобальт в регенератор установки FCC в количестве, достаточном для снижения содержания NO_x, выбрасываемого в конце дымового канала установки FCC, причем количество NO_x, выбрасываемое из регенератора, является таким же или больше, чем количество NO_x, выбрасываемое из регенератора в отсутствие композиции, а количество NO_x, выбрасываемое в конце дымового канала, ниже, чем количество NO_x, выбрасываемое в конце дымового канала, в отсутствие композиции. Композиции по изобретению включают медь и/или кобальт в форме металла и/или оксида и носитель. Носитель может представлять собой, например, соединения, подобные гидротальциту, шпинель, оксид алюминия, титанат цинка, алюминат цинка, титанат цинка/алюминат цинка и аналогичные. Обработка дымовых газов по изобретению может проводиться также в регенераторах с неравномерным распределением кислорода. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Обработка дымовых газов для снижения содержания NO_x в дымовом канале установки с псевдоожиженным слоем (FCC), включающая добавление композиции, содержащей, по меньшей мере, медь или кобальт, в регенератор установки FCC в количестве, достаточном для снижения содержания NO_x, выбрасываемого в конце дымового канала установки FCC, где количество NO_x, выбрасываемое из регенератора, является таким же или больше, чем количество NO_x, выбрасываемое из регенератора в отсутствие композиции, а количество NO_x, выбрасываемое в конце дымового канала, ниже, чем количество NO_x, выбрасываемое в конце дымового канала, в отсутствие композиции.2. Обработка по п.1, включающая добавление композиции в регенератор установки FCC в количестве примерно от 0,001 до 5 мас.% от циркулирующего количества общего катализатора в FCC регенераторе.3. Обработка по п.1, где композиция включает медь и носитель, выбранный из соединения, подобного гидротальциту, шпинели, оксида алюминия, титаната цинка, алюмината цинка и титаната цинка/алюмината цинка.4. Обработка по п.1, где композиция включает, по меньшей мере, оксид меди или оксид кобальта и носитель, выбранный из соединения, подобного гидротальциту, шпинели, оксида алюминия, титаната цинка, алюмината цинка и титаната цинка/алюмината цинка.5. Обработка дымовых газов для снижения содержания NO_x в дымовом канале установки с псевдоожиженным слоем (FCC), включающая добавление композиции, содержащей медь и соединение, подобное гидротальциту, в регенератор установки FCC в количестве, достаточном для снижения NO_x, выбрасываемого в конце дымового канала установки FCC, где количество NO_x, выбрасываемое из регенератора, является таким же или больше, чем количество NO_x, выбрасываемое из регенератора в отсутствие композиции, а количество NO_x, выбрасываемое в конце дымового канала, ниже, чем количество NO_x, выбрасываемое в конце дымового канала, в отсутствие композиции.6. Обработка по п.5, включающая добавление композиции в регенератор установки FCC в количестве примерно от 0,001 до 5 мас.% от циркулирующего количества общего катализатора в FCC регенераторе.7. Обработка по п.5, где соединение, подобное гидротальциту, включает магний и алюминий с соотношением примерно от 1,5:1 до 6:1.8. Обработка по п.5, где соединение, подобное гидротальциту, включает магний и алюминий с соотношением примерно от 2:1 до 5:1.9. Обработка дымовых газов для снижения содержания NO_x в дымовом канале установки с псевдоожиженным слоем (FCC), включающая добавление композиции в регенератор установки FCC в количестве, достаточном для снижения NO_x, выбрасываемого в конце дымового канала установки FCC, где регенератор имеет неравномерное распределение воздуха, и где композиция включает, по меньшей мере, один оксид, выбранный из группы, состоящей из меди и кобальта, и носитель, выбранный из группы, состоящей из соединения, подобного гидротальциту, шпинели, оксида алюминия, титаната цинка, алюмината цинка и титаната цинка/алюмината цинка, где количество NO_x, выбрасываемое из регенератора, является таким же или больше, чем количество NO_x, выбрасываемое из регенератора в отсутствие композиции, а количество NO_x, выбрасываемое в конце дымового канала, ниже, чем количество NO_x, выбрасываемое в конце дымового канала, в отсутствие композиции.10. Обработка по п.9, где регенератор имеет одну или несколько областей с концентрацией кислорода, превышающей 2%, и одну или несколько областей с концентрацией кислорода менее 2%.11. Обработка по п.9, включающая добавление композиции в регенератор установки FCC в количестве примерно от 0,001 до 1 мас.% от циркулирующего количества общего катализатора в FCC регенераторе.12. Обработка по п.9, где композиция включает примерно от 3 до 23 мас.% CuO и примерно от 75 до 95 мас.% соединения, подобного гидротальциту, содержащего Mg и Al.13. Обработка по п.12, где композиция включает примерно от 45 до 65 мас.% MgO, примерно от 10 до 30 мас.% Al₂О₃ и примерно от 10 до 30 мас.% CuO в расчете на массу сухого вещества.14. Обработка по п.9, где композиция включает примерно от 3 до 23 мас.% СоО и примерно от 75 до 95 мас.% соединения, подобного гидротальциту, содержащего Mg и Al.15. Обработка по п.9, где композиция включает примерно от 45 до 65 мас.% MgO, примерно от 10 до 30 мас.% Al₂O₃ и примерно от 10 до 30 мас.% СоО в расчете на массу сухого вещества.16. Обработка по п.9, где композиция включает примерно от 3 до 23 мас.% CuO и СоО и примерно от 75 до 95 мас.% соединения, подобного гидротальциту, содержащему Mg и Al.17. Обработка по п.9, где композиция включает примерно от 45 до 65 мас.% MgO, примерно от 10 до 30 мас.% Al₂О₃ и примерно от 10 до 30 мас.% CuO и СоО от массы сухого вещества.18. Обработка дымовых газов для снижения содержания NO_x в дымовом канале установки с псевдоожиженным слоем (FCC), включающая добавление композиции в количестве примерно от 0,001 до 1 мас.% от циркулирующего количества общего катализатора в FCC регенераторе в регенератор установки FCC; где композиция включает медь и соединение, подобное гидротальциту, содержащее магний и алюминий с соотношением примерно от 2:1 до 5:1; и где регенератор имеет одну или несколько областей с концентрацией кислорода, превышающей 2%, и одну или несколько областей с концентрацией кислорода менее 2%.19. Обработка дымовых газов по п.18, где отношение магния к алюминию составляет от 2:1 до 4:1.20. Обработка дымовых газов для снижения содержания NO_x в дымовом канале установки с псевдоожиженным слоем (FCC), включающая добавление композиции в регенератор установки FCC в количестве, достаточном для снижения NO_x, выбрасываемого в конце дымового канала установки FCC; где регенератор имеет одну или несколько областей с концентрацией кислорода, превышающей 3%, и одну или несколько областей с концентрацией кислорода менее 2%; где количество NO_x, выходящее из регенератора, является таким же, как количество NO_x, выходящее из регенератора в отсутствие композиции, или превышающим данное количество; и где композиция в расчете на сухое вещество включает примерно от 45 до 65 мас.% MgO, примерно от 10 до 30 мас.% Al₂О₃ и примерно от 10 до 30 мас.% CuO и/или СоО и количество NO_x, выбрасываемое в конце дымового канала, ниже, чем количество NO_x, выбрасываемое в конце дымового канала, в отсутствие композиции.21. Обработка по п.20, где композиция, в расчете на сухое вещество, включает примерно от 50 до 60 мас.% MgO, примерно от 18 до 28 мас.% Al₂О₃ и примерно от 15 до 25 мас.% CuO и/или СоО.