脱硝制氧工艺FCC烟气SOx、N0x来源及影响因素

FCC装置原料中通常含有硫醇、硫醚、环硫醚、硫酚等含硫化合物。在催化裂化反应中，原料油中70％～95％的含硫化合物转为硫化氢(H2S)和噻吩等存在于反应油气和油品中引，其余部分含硫化合物转化成复杂且相对分子质量较大的缩合物存在于油浆和焦炭中。这些含硫焦炭在再生器中通过燃烧发生氧化反应生成SOx，再生烟气中SOx的浓度与FCC装置的原料硫含量、焦炭产率和再生方式有关。FCC烟气中的SOx和原料含硫量成正比，对原料进行预处理，可以降低原料中的硫含量，焦炭的硫含量也随之降低，从而减少降低FCC烟气的SOx含量。原料预处理的方法有以下两种：
 
(1)添加脱SOx转移剂。脱硫助剂减少FCC再生烟气中的SOx的原理是，在再生器中使SOx转化为硫酸盐，当助剂循环至反应器时，硫酸盐转化为H2S并释放。SOx转移剂必须要有适宜的物理性能和化学性能，能在FCC操作条件下运行并且不降低催化裂化催化剂的性能。该方法只有在原料中硫含量不高时才显出好的经济性。
 
(2)原料加氢。建设蜡油加氢或渣油加氢装置。研究表明，未进行预加氢处理的催化原料，有15‰30％的硫转化到焦炭中，经过预加氢处理的催化原料硫转化到焦炭中的比例为10～15％。VPSA制氧脱硝对FCC原料进行加氢脱硫已经被证明是减少FCC再生烟气SOx含量行之有效的方法，但加氢处理的装置投资和运行费用都很高。S02在FCC烟气中的含量可以占到150～3000ppm，而通常S03只是S02的2～10％。一般来说，通过优化操作，FCC装置原料硫含量不大于O．2％，FCC烟气中的SOx含量可控制在550m／Nm以内。
 
再生器中的变压吸附制氧氧气浓度是影响NOx生成量的重要因素。随着再生空气中的氧气浓度增加，NOx浓度也会增加，主要是因为变压吸附富氧的存在使再生器中CO浓度下降，还原剂减少自然N0x浓度会随之增加。此外，催化剂再生过程中一般都会使用CO助燃剂，其目的是燃尽不完全燃烧产生的CO，避免二次燃烧和CO污染，CO的减少也将导致NOx浓度的增加。FCC再生器富氧操作时，再生烟气的NOx浓度会显著增加。可以采用两段再生器来减少再生烟气NOx浓度：再生器上段采用不完全再生模式，下段完全再生，在下段变压吸附富氧操作产生的N0x进入上段再生器与富CO气体和待再生催化剂接触，从而使NOx转N2。两段再生器再生烟气中的N0x浓度比传统再生器的降低20％～25％。