BR102017013544B1

BR102017013544B1 - sistema para desnitração, e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de craqueamento catalítico fluidizado (fcc) através de um processo à base de amônia e método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de fcc

Info

Publication number: BR102017013544B1
Application number: BR102017013544-6A
Authority: BR
Inventors: Jing Luo; Jun Zhang; Yongying LUO; Qiang Tan; Xiangjun Xu
Original assignee: Jiangnan Environmental Protection Group Inc.
Priority date: 2017-05-25
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2020-11-10
Also published as: JP6397967B2; US10471383B2; CN107213785A; KR20180129588A; US20190054419A1; US20190282957A1; US10213739B2; WO2018214990A1; EP3406320B1; CN107213785B; CL2017001698A1; EP3406320A1; MX2017008446A; JP2018009781A; US10092877B1; US20180339266A1; CA2971738C; US10343110B2; KR102022305B1; CA2971738A1

Abstract

"MÉTODO E APARELHO PARA DESNITRAÇÃO E DESSULFURIZAÇÃO DE E REMOÇÃO DE PÓ DE GÁS DA CAUDA DE FCC ATRAVÉS DE PROCESSO À BASE DE AMÓNIA". A presente invenção refere-se a um aparelho e um método para desnitração e dessulfurização e remoção de pó de um gás da cauda de FCC por processo à base de amónia. O aparelho compreende um sistema de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio, um sistema de desnitração, um sistema de remoção de pó e dessulfurização, um sistema de exaustão de gás da cauda e um sistema de pós-processamento de sulfato de amónio. O sistema de remoção de pó e dessulfurização compreende uma torre de retirada de pó e uma torre de absorção dispostas em separado. As partes superior e inferior da torre de absorção são conectadas respectivamente ao sistema de exaustão de gás da cauda e ao sistema de pós-processamento de sulfato de amónio. A torre de absor- ção compreende em sequência, de baixo para cima, uma seção de oxida- ção, uma seção de absorção e uma seção de controle de partícula fina. O método para desnitração e dessulfurização e remoção de pó de um gás da cauda de FCC (...).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção se refere ao campo de tecnologias de proteção ambiente e, em particular, a um método e a um sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia.

ANTECEDENTES

[0002] SO2, NOx e pó são os principais poluentes na atmosfera e são uma fonte significante de poluição atmosférica. Com 0 aumento de carga de poluição industrial total e a receptividade ambiental limitada, os padrões de emissão precisam ser aperfeiçoados mais, para reduzir a concentração de poluentes emitidos. O gás residual de Craqueamento Catalítico Fluidizado (FCC) é caracterizado por nível de partícula fina grande (partículas com um tamanho de 0-10 pm são responsáveis por 50% ou mais) e concentração de SO2 alta (300-4500 mg/m3). Além disso, 0 nível de pó flutua muito, particularmente quando a perda de catalisador ocorre em um regenerador durante 0 processo de “sopro de fuligem” regular e em um estado de acidente de um economizador de alta temperatura, 0 nível de pó é aumentado drasticamente. Em adição a silício, alumínio e outros elementos metálicos, 0 pó também contém níquel, vanádio de outros elementos de metal pesado, desta maneira afetando a qualidade de subprodutos, e afetando a recuperação de recurso de enxofre. Todos esses fatores aumentaram a dificuldade em gerenciamento eficaz da poluição de gás de combustão que ocorre durante a regeneração do catalisador de uma unidade de craqueamento catalítico.

[0003] Após padrões e políticas de proteção ambiente mais rigorosos pelo poder, as indústrias de aço e outras foram formuladas intensivamente nos últimos anos, o Ministro da Proteção Ambiental da República Popular da China emitiu o “Emission standard of pollutants for petroleum refining industry” (GB31570-2015) em 16 de abril de 2015, que estabelece exigências mais rigorosas sobre a emissão dos principais poluentes no gás de combustão regenerativo de FCC (gás residual de FCC), onde os limites de emissão específicos para NOx, SO2 e matéria em partícula são ajustados para 100 mg/m3, 50 mg/m3 e 30 mg/m3. Desta maneira, a dessulfurização, dessulfurização e remoção de pó do gás de combustão regenerativo de FCC são uma tarefa muito difícil, e é imperativo desenvolver processo e tecnologia de desnitrificação profunda, dessulfurização e remoção de pó mais eficazes com a recuperação de recurso de enxofre, de maneira a satisfazer as exigências de proteção ambiente mais rigorosas.

[0004] No momento, a remoção de pó de e a dessulfurização do gás de combustão regenerativo de FCC na China se baseiam principalmente no uso de tecnologia de lavagem a úmido; no entanto, os custos de investimento, operação e manutenção são altos e 0 período de construção do sistema é longo. Além disso, esses métodos técnicos também têm os problemas tais como alto consumo de lixívia, volume grande de água de refugo e outros. O processo de sódio popular existente é um processo descartável; onde as operações de dessulfurização e remoção de pó não precisam ser separadas; no entanto, água de refugo com alto teor de sal precisa ser tratada, poluição secundária é causada e uma grande quantidade de catalisador entra no líquido de lavagem sob a condição de operação de perda de catalisador, que não apenas aumenta a carga de tratamento do sólido de refugo, e também causa a perda do catalisador, desta maneira afetando a operação estável a longo prazo do sistema. Em vista disso, tecnologias para tratamento de poluição de gás de combustão regenerativo de FCC também são estudadas e desenvolvidas na China nos últimos anos. O Pedido de Patente Chinês No. CN 104941423A revela um método e sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás de combustão regenerativo de FCC através de um processo à base de amónia em 30 de setembro de 2015. O método inclui as etapas de entrada de gás de combustão em alta temperatura contendo o pó de catalisador produzido durante a regeneração de catalisador de uma unidade de craqueamento catalítica em uma caldeira de recuperação de calor de refugo I, onde a temperatura do gás de combustão é reduzida para 280-430°C e o calor do gás de combustão é utilizado pela caldeira de recuperação de calor de refugo I para produzir vapor para saída; entrada do gás de combustão a 280-430°C em uma unidade de desnitração para desnitração; após reação adequada na superfície do catalisador de desnitração no reator de desnitração, entrada do gás de combustão em uma caldeira de recuperação de calor de refugo II através de uma ventilação de gás de combustão; remoção do dióxido de enxofre e óxido de nitrogênio no gás de combustão através de reação com amónia, com sulfato de amónio sendo produzido como um subproduto, e remoção do pó de catalisador no gás de combustão ao mesmo tempo, para obter um gás limpo que é descarregado para padrão.

[0005] No método, uma tecnologia de dessulfurização e remoção de pó integrada através de um processo à base de amónia é empregada. Embora o processo seja simples, os obstáculos durante a operação sejam menos, o espaço ocupado pelo dispositivo seja pequeno e os custos de investimento e operação sejam economizados, a requerente constata durante a operação e prática a longo prazo que onde o mesmo líquido de absorção é usado para remoção de pó e dessulfurização, o líquido de absorção contendo sulfato de amónio é difícil de ser separado do pó porque o tamanho de partícula do pó de catalisador é pequeno. A fim de assegurar a qualidade do produto de sulfato de amónio, o processo de separação precisa ser reforçado, resultando em um custo de investimento e operação aumentado do processo de separação. O método necessita que o nível de pó no gás de combustão na entrada seja 30-800 mg/Nm3. A remoção de pó e a dessulfurização são realizadas ao mesmo tempo, e há uma interferência mútua, desta maneira afetando a operação estável a longo prazo do sistema. Especialmente quando o nível de pó no gás de combustão na entrada é tão alto quando 5000 mg/Nm3 e a quantidade total excede 2 toneladas sob uma condição de acidente, os ingredientes que entram no líquido de absorção em circulação afetarão o líquido de absorção, e as eficiências de dessulfurização e remoção de pó, e o líquido de absorção não pode ser separado efetivamente do pó, desta maneira afetando a qualidade do produto sulfato de amónio.

[0006] Há uma necessidade urgente de uma tecnologia de desnitração profunda, dessulfurização e remoção de pó do tipo recuperação para superar os inconvenientes existentes na técnica existente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] A fim de resolver os problemas técnicos na técnica anterior que através do processo existente para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um método à base de amónia, apenas gás de combustão bruto tendo um nível de pó de 30-800 mg/Nm3 pode ser tratado, causando um escopo de aplicabilidade estreitado do processo; a qualidade do subproduto sulfato de amónio é difícil de ser assegurada, e se o processo de separação for reforçado, o custo de investimento e operação será aumentado; e a remoção de pó e a dessulfurização são realizadas ao mesmo tempo, de maneira que o sistema tem dificuldade em operar estavelmente por um período de tempo longo, e uma quantidade grande de catalisador entra no líquido de lavagem sob uma condição de operação de perda de catalisador, causando a carga de tratamento aumentada do sólido de refugo e o refugo do catalisador, a presente invenção provê um sistema e um método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia. O sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia de acordo com a presente invenção pode operar estavelmente por um período de tempo longo. O subproduto sulfato de amónio obtido a partir do método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia de acordo com a presente invenção tem alta qualidade, taxa de dessulfurização alta, taxa de desnitração alta e taxa de remoção de pó alta e o gás de combustão limpo satisfaz as exigências como especificado pela GB31570-2015 "Emission standard of pollutants for petroleum refining industry".

[0008] Na presente invenção, as soluções técnicas que seguem são empregadas para resolver os problemas técnicos acima.

[0009] Uma solução técnica da presente invenção é prover um sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia. O sistema inclui uma unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio, uma unidade de desnitração, uma unidade de remoção de pó e dessulfurização, uma unidade de exaustão de gás residual e uma unidade de pós-processamento de sulfato de amónio. A unidade de desnitração tem uma porta de alimentação para um agente de redução de desnitração provido no mesmo. A unidade de remoção de pó e dessulfurização inclui uma torre de retirada de pó e uma torre de absorção disposta separadamente. A parte superior e a parte inferior da torre de absorção estão conectadas respectivamente a unidade de exaustão de gás residual e a unidade de pós- processamento de sulfato de amónio. A torre de retirada de pó é provida com pelo menos 2 camadas de pulverizadores de líquido de lavagem e pelo menos uma camada de separadores de névoa é provida acima dos pulverizadores de líquido de lavagem na torre de retirada de pó. A torre de absorção inclui sequencialmente, de baixo para cima, uma seção de oxidação, uma seção de absorção e uma seção de controle de partícula fina, onde a seção de absorção é provida com pelo menos 2 camadas de pulverizadores na seção de absorção, e a seção de controle de partícula fina é provida com 1 a 4 camadas de lavagem ciclicamente com solução de sulfato de amónio diluída.

[0010] Na presente invenção, a unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio, a unidade de desnitração, a torre de retirada de pó e a torre de absorção são conectados em uma relação que é convencional na técnica; e, preferivelmente, a unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio, a unidade de desnitração, a torre de retirada de pó e a torre de absorção são conectados em sequência.

[0011] Preferivelmente, o sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia de acordo com a presente invenção inclui ainda uma unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio, onde a unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio, a unidade de desnitração, a unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio, a torre de retirada de pó e a torre de absorção são conectados em sequência.

[0012] Na presente invenção, a unidade de desnitração é uma unidade de desnitração para um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia convencionalmente usado na técnica. Preferivelmente, a unidade de desnitração é um reator de redução catalítica seletivo (SCR), onde um retificador é provido em uma parte superior do reator SCR e uma grade de injeção de amónia é provida em uma entrada para o gás residual de FCC do reator SCR.

[0013] As funções da seção de oxidação, da seção de absorção e da seção de controle de partícula fina na torre de absorção são similares àquelas descritas nos Pedidos de Patente de Invenção Chineses Nos. CN103301705B intitulado "Apparatus and method for controlling fine particulates in flue gas for desulfurization" e CN104524948B intitulado "Ultra-low discharge method for integrated ultrasonic desulfurization and dust removal" depositados pelos presentes requerentes. A presente invenção é vantajosa pelo fato de que retirada de pó através de lavagem com água e dessulfurização através de um processo à base de amónia são realizadas em 2 torres separadas. 80% ou mais de pó são removidos na torre de retirada de pó, de maneira que a qualidade do produto e o índice de emissão de pó final são assegurados. Correspondentemente, nenhuma seção de resfriamento e lavagem precisa ser provida na torre de absorção.

[0014] Na presente invenção, 2 a 5 camadas de pulverizadores de líquido de lavagem são preferivelmente providas na torre de retirada de pó, onde a razão de líquido para gás entre cada camada dos pulverizadores de líquido de lavagem não é menos do eu 1,1 L/m3, a taxa de cobertura de pulverização não é menos do que 120% e a taxa de cobertura de pulverização total da torre de retirada de pó não é menos do que 200%. A torre de retirada de pó compreende preferivelmente 1 a 5 camadas de separadores de névoa.

[0015] O separador de névoa da torre de retirada de pó é um separador de névoa convencionalmente usado na técnica e preferivelmente um ou mais de um separador de névoa com defletor, um separador de névoa com teto e um separador de névoa de malha.

[0016] Na presente invenção, a parte inferior da torre de retirada de pó é preferivelmente conectada ainda a uma bomba de circulação de lavagem, que é conectada a uma unidade de filtragem. A unidade de filtragem é conectado respectivamente à parte superior da torre de retirada de pó e à torre de absorção. Uma entrada para água de processo para a torre de retirada de pó é provida a uma porção superior da torre de retirada de pó.

[0017] Água de processo fresca ou água condensada evaporada é adicionada à torre de retirada de pó através da entrada para água de processo para a torre de retirada de pó e entra um líquido de lavagem de circulação. Uma parte do líquido de lavagem de circulação passa através da unidade de filtragem e entra na torre de absorção.

[0018] Na presente invenção, o líquido de pulverização de absorção é coletado na seção de oxidação e oxidado com ar. A maior parte da pasta fluida é reciclada e uma parte da pasta fluida entra na unidade de pós-processamento de sulfato de amónio, onde um produto sulfato de amónio é obtido. A pasta fluida para reciclagem e a pasta fluida que entra na unidade de pós-processamento de sulfato de amónio para evaporação e recristalização são retiradas de posições diferentes da seção de oxidação. Preferivelmente, a seção de oxidação é provida com 3 a 8 camadas de potencializadores de dispersão de gás-água.

[0019] Na presente invenção, a torre de absorção compreende preferivelmente 2 a 4 camadas de pulverizadores na seção de absorção, onde a razão de líquido para gás entre cada camada dos pulverizadores na seção de absorção não é menos do que 1,1 L/m3, a taxa de cobertura de pulverização não é menos do que 120% e a taxa de cobertura de pulverização total da seção de absorção não é menos do que 300%.

[0020] Na presente invenção, mais de 1 camada de separadores de névoa é preferivelmente provida acima dos pulverizadores na seção de absorção; e ainda preferivelmente, a seção de absorção compreende 1 a 5 camadas de separadores de névoa.

[0021] O separador de névoa da seção de absorção é um separador de névoa convencionalmente usado na técnica e preferivelmente um ou mais de um separador de névoa de defletor, um separador de névoa do tipo com teto e um separador de névoa de malha.

[0022] Na presente invenção, a camada de lavagem cíclica com solução de sulfato de amónio diluída é convencional na técnica. Preferivelmente, a camada de lavagem cíclica com solução de sulfato de amónio diluída é provida com mais de 1 camada de pulverizadores na camada de lavagem, e mais de 1 camada de separadores de névoa é provida acima dos pulverizadores na camada de lavagem, onde a razão de líquido para gás entre cada camada dos pulverizadores na camada de lavagem não é menos do que 1,1 L/m3, a taxa de cobertura de pulverização não é menos do que 120% e a taxa de cobertura de pulverização total da seção de controle de partícula fina não é menos do que 300%. Ainda preferivelmente, a camada de lavagem compreende 1 a 4 camadas de pulverizadores e 1 a 5 camadas de separadores de névoa.

[0023] O separador de névoa da camada de lavagem é um separador de névoa convencionalmente usado na técnica e preferivelmente um ou mais de um separador de névoa com defletor, um separador de névoa do tipo com teto e um separador de névoa de malha.

[0024] Na presente invenção, a parte inferior da torre de absorção é conectada ainda com pelo menos uma bomba de circulação de absorção e a seção de absorção da torre de absorção tem uma entrada para líquido de pulverização de absorção provida na mesma. Preferivelmente, 2 bombas de circulação de absorção estão presentes, onde várias ramificações vindo de uma das bombas de circulação de absorção são conectadas respectivamente à entrada para o líquido de pulverização de absorção da torre de absorção e a unidade de pós- processamento de sulfato de amónio; e a outra bomba de circulação de absorção é diretamente conectada à entrada para o líquido de pulverização de absorção da torre de absorção. Uma entrada para água de processo para a torre de absorção é provida em uma porção superior da torre de absorção e uma entrada para um absorvente contendo amónia e uma entrada para ar como oxidante são providas em uma porção inferior da torre de absorção.

[0025] Água de processo fresca ou água condensada evaporada é adicionada à torre de absorção através da entrada para água de processo para a torre de absorção.

[0026] Após dióxido de enxofre ser absorvido na seção de absorção, o gás residual de FCC entra na seção de controle de partícula fina e é ciclicamente lavado com solução de sulfato de amónio diluída para absorver as partículas finas (incluindo partículas finas em pó entranhado no gás residual de FCC, amónia escapada e aerossol), onde o tamanho das partículas finas é < 1 pm.

[0027] Na presente invenção, a unidade de exaustão de gás residual é convencional na técnica e disposto lateral à ou em cima da unidade de dessulfurização. A unidade de exaustão de gás residual é preferivelmente uma chaminé de exaustão de gás residual quando disposto em cima da unidade de dessulfurização.

[0028] Na presente invenção, a unidade de pós-processamento de sulfato de amónio é convencional na técnica. Preferivelmente, a unidade de pós-processamento de sulfato de amónio inclui um dispositivo de evaporação e cristalização, um ciclone, uma centrífuga, um secador e uma máquina de empacotamento conectados em sequência, onde o dispositivo de evaporação e cristalização é conectado à torre de absorção.

[0029] Na presente invenção, a parte externa, os componentes internos e tubos da torre de retirada de pó, da torre de absorção e do dispositivo de evaporação e cristalização são todos feitos com um material resistente à corrosão e preferivelmente com um material de aço inoxidável de Grau 022Cr17Ni12Mo2, um material de aço de fase dupla de Grau 00Cr22Ni5Mo3N, um material de aço de fase dupla de Grau 00Cr25Ni6Mo2N, um material à base de titânio ou aço Q235B revestido com flocos de vidro epóxi.

[0030] A relação de conexão no sistema acima será descrita mais abaixo.

[0031] A unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio e a unidade de desnitração são conectados em uma relação que é convencional na técnica. Em geral, uma saída da caldeira de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio é conectada a uma entrada de gás da unidade de desnitração; e uma saída da unidade de desnitração é conectada à unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio.

[0032] Uma outra solução técnica da presente invenção é prover um método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia, usando o sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia. O método compreende as etapas de: (1) entrada do gás de FCC sequencialmente na unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio e a unidade de desnitração para resfriamento e desnitração, respectivamente, onde a temperatura do gás residual é reduzido para 250-350°C; (2) após tratamento na unidade de desnitração, entrada do gás residual de FCC descarregado na unidade de remoção e dessulfurização de pó após passagem por uma unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio, para remoção de pó na torre de retirada de pó e dessulfurização na torre de absorção, respectivamente; e (3) descarga do gás residual limpo após dessulfurização através da unidade de exaustão de gás residual e coleta do subproduto sulfato de amónio na unidade de pós-processamento de sulfato de amónio.

[0033] Na presente invenção, a temperatura do gás residual de FCC que entra na unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio é de a partir de 580 a 950°C, a concentração de NOX é 100 a 1200 mg/Nm3, a concentração de SO2 é 200 a 30000 mg/Nm3 e 0 nível de pó total é 50 a 10000 mg/Nm3. Preferivelmente a temperatura do gás residual de FCC que entra na unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio é de a partir de 600 a 670° C, a concentração de NOX é 250 a 800 mg/Nm3, a concentração de SO2 é 500 a 5000 mg/Nm3 e 0 nível de pó total é 100 a 300 mg/Nm3.

[0034] Na presente invenção, a desnitração na Etapa (1) é realizada seguindo um processo de desnitração convencional na técnica e preferivelmente seguindo um processo de redução catalítica seletivo (SCR) ou um processo de redução não catalítica seletivo (SNCR). O agente de redução usado durante desnitração é convencional na técnica e preferivelmente amónia e/ou ureia.

[0035] Na presente invenção, a temperatura do gás residual de FCC após ser resfriado mais na unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio na Etapa (1) é preferivelmente de a partir de 140a220°C.

[0036] Quando a unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio é empregado para resfriamento adicional do gás residual de FCC, o gás residual de FCC descarregado após o tratamento na unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio é alimentado na unidade de remoção de pó e dessulfurização, onde o gás residual de FCC é resfriado mais pela unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio de tal maneira convencional na técnica que um vapor de baixa pressão de 0,3 a 0,8 MPa e uma água macia preaquecida são preferivelmente produzidos como subprodutos.

[0037] Na presente invenção, a dessulfurização na Etapa (2) é realizada seguindo um processo de dessulfurização convencional na técnica. Durante o processo de dessulfurização na Etapa (2), um líquido de absorção inferior é coletado na parte inferior da torre de absorção, uma parte do qual é alimentada à unidade de pós-processamento de sulfato de amónio e a outra parte do qual é oxidada com um gás contendo oxigênio, reposto com um absorvente contendo amónia, e então reciclado para a seção de absorção da torre de absorção.

[0038] Preferivelmente, o gás contendo oxigênio é preferivelmente ar.

[0039] Preferivelmente, o absorvente contendo amónia é preferivelmente amónia aquosa de 10-25% em peso e/ou amónia líquida.

[0040] Preferivelmente, o líquido de absorção inferior reciclado para a seção de absorção perfaz 75-98% em peso do líquido de absorção inferior total.

[0041] No gás de combustão limpo obtido através do método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia de acordo com a presente invenção, a concentração de NOX é < 100 mg/Nm3, a concentração de SO2 é < 50 mg/Nm3, 0 nível de pó total é < 20 mg/Nm3 e a eficiência de remoção de pó não é menos do que 80%.

[0042] A qualidade do subproduto sulfato de amónio obtido a partir do método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia de acordo com a presente invenção satisfaz as exigências como especificado pela GB535-1995.

[0043] As condições preferidas descritas acima podem ser arbitrariamente combinadas para obter os exemplos preferidos da presente invenção, com base em conhecimento comum na técnica.

[0044] Os reagentes e materiais de partícula usados na presente invenção estão comercialmente disponíveis.

[0045] A presente invenção tem os efeitos positivos que seguem. O processo da presente invenção não tem nenhuma descarga de água de refugo e nenhuma poluição secundária, permite 0 controle sinérgico de vários poluentes e recuperação de dióxido de enxofre através de recuperação de recurso para obter 0 produto acabado sulfato de amónio e pode reduzir 0 custo de investimento e operação e operar estavelmente por um longo período de tempo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS ACOMPANHANTES

[0046] A Fig. 1 é um fluxograma do processo do Exemplo 1.

[0047] A Fig. 2 é uma vista estrutura esquemática de um sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia provido no Exemplo 1.

[0048] Lista de numerais: Na figura 1: 6: unidade de pós-processamento de sulfato de amónio; 7: amónia; 8: gás residual de FCC; 9: sulfato de amónio; 10: gás residual limpo; 123: unidade de desnitração e recuperação de calor de refugo; 44: unidade de retirada de pó; 45: unidade de dessulfurização; Na Figura 2: 1: unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio; 2: unidade de desnitração; 3: unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio; 4: unidade de remoção de pó e dessulfurização; 5: unidade de exaustão de gás residual; 6: unidade de pós- processamento de sulfato de amónio; 11: entrada para gás residual de FCC; 21: porta de alimentação para agente de redução de desnitração; 41: torre de retirada de pó; 42: torre de absorção; 421: entrada para absorvente contendo amónia; 422: entrada para ar como oxidante; 61: dispositivo de evaporação e cristalização; 62: ciclone; 63: centrífuga; 64: secador; 65: máquina de empacotamento.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0049] Daqui em diante, a presente invenção é ilustrada mais a título de exemplos; no entanto, a presente invenção não é limitada a eles. Os métodos experimentais nos exemplos que seguem onde quaisquer condições específicas são dadas são implementados de acordo com métodos e condições convencionais ou selecionados de acordo com a especificação de produto.

[0050] Na GB535-1995, os parâmetros requeridos para sulfato de amónio do primeiro grau são: teor de N > 21%, teor de água < 0,3% e teor de ácido livre < 0,05%.

[0051] No Exemplo 1 abaixo, o fluxo de processo é como segue. Um gás residual de FCC 8 entra em uma unidade de desnitração e recuperação de água de refugo 123 para o propósito de desnitração sob a ação de amónia 7. O gás residual de FCC após desnitração entre em uma unidade de retirada de pó 44 e então entra em uma unidade de dessulfurização 45 para dessulfurização adicional sob a ação de amónia 7. O gás residual limpo 10 após dessulfurização é carregado através de uma unidade processamento de gás residual e o líquido de circulação restante entra na unidade de pós-processamento de sulfato de amónio 6, onde sulfato de amónio 9 é obtido. O processo específico é mostrado na Fig. 1.

Exemplo 1

[0052] Este exemplo provê um sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia, o qual tem uma capacidade de processamento de 100.000 ton/ano. O sistema inclui uma unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio 1, uma unidade de desnitração 2, uma unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio 3, uma unidade de remoção de pó e dessulfurização 4, uma unidade de exaustão de gás residual 5 e uma unidade de pós-processamento de sulfato de amónio 6. A unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio 1 tem uma entrada 11 do gás de causa de FCC provido ao mesmo. A unidade de desnitração 2 é conectado à unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio 1 e tem uma porta de alimentação 21 de um agente de redução de desnitração no mesmo. A unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio 3 está conectado à unidade de desnitração. A unidade de remoção de pó e dessulfurização 4 inclui uma unidade de retirada de pó e uma unidade de dessulfurização dispostas separadamente. Neste exemplo, a unidade de retirada de pó é uma torre de retirada de pó 41 conectada à unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio 3; e a unidade de dessulfurização é uma torre de absorção 42 conectada à torre de retirada de pó 41 e também à unidade de exaustão de gás residual 5 e à unidade de pós- processamento de sulfato de amónio 6, respectivamente. A torre de absorção 42 tem uma entrada 421 para um absorvente contendo amónia e uma entrada 422 para ar como oxidante providas na mesma, especificamente como mostrado na Fig. 2.

[0053] Neste exemplo, a torre de retirada de pó é provida com 3 camadas de pulverizador de líquido de lavagem, onde a razão de líquido para gás entre cada camada dos pulverizadores de líquido de lavagem é 1,5 L/m3, a taxa de cobertura de pulverização de cada camada única é 140% e a taxa de cobertura de pulverização total da torre de retirada de pó não é menos do que 400%. A torre de retirada de pó é provida com 2 camadas de separadores de névoa em uma parte superior da torre de retirada de pó, que são separadores de névoa de defletor e do tipo teto. A eficiência de remoção de pó da torre de retirada de pó não é menos do que 80%. O líquido de lavagem contendo sólido obtido na torre de retirada de pó é alimentado à unidade de filtragem para remoção de sólido e o líquido de lavagem removido do sólido é reciclado para lavagem do gás residual de FCC.

[0054] Neste exemplo, um tanque de oxidação é provido na parte inferior da torre de absorção 42, e 3 camadas de pulverizadores de líquido de absorção são providas em uma seção de absorção acima da entrada para o gás de combustão, onde a razão de líquido para gás entre cada camada dos pulverizadores de líquido de lavagem é 1,25 L/m3, a taxa de cobertura de pulverização de cada camada única é 130% e a taxa de cobertura de pulverização total da torre de retirada de pó é 320%. Os líquidos de absorção de taxas de oxidação diferentes são retirados de 2 posições diferentes do tanque de oxidação na parte inferior da torre de absorção, um dos quais é reciclado para absorção por uma bomba de circulação de absorção e o outro dos quais é alimentado a uma unidade de evaporação e cristalização. Uma seção de controle de partícula fina é provida acima da seção de absorção e a seção de controle de partícula fina inclui 2 camadas de separadores de névoa providas acima de uma camada de pulverização em uma camada de lavagem e os separadores de névoa na camada de lavagem são separadores de névoa do tipo de teto e malha.

[0055] Neste exemplo, a unidade de pós-processamento de sulfato de amónio 6 inclui um dispositivo de evaporação e cristalização 61, um ciclone 62, uma centrifuga 63, um secador 64 e uma máquina de empacotamento 65 conectados em sequência.

[0056] Neste exemplo, a parte externa, os componentes internos e os tubos da torre de retirada de pó, da torre de absorção e do dispositivo de evaporação e cristalização são todos feitos com um material de aço inoxidável de Grau 022Cr17Ni12Mo2.

[0057] Este exemplo provê ainda um método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia usando o sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC através de um processo à base de amónia. O método compreende as etapas de: (1) Entrada do gás residual de FCC, onde a taxa de fluxo é 262000 Nm3/h, a temperatura do gás residual de FCC é 600-650°C, o nível de pó no gás de combustão é 200 mg/Nm3 m um caso normal, a concentração de SO2 é 3550 mg/Nm3, a concentração de NOX é 350 mg/Nm3, o nível de pó é 7500 mg/Nm3 sob a condição de operação e perda de catalisador, a duração de perda de catalisador é 2,5 h e a perda de catalisador é 4,91 t, na unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio onde a temperatura do gás residual de FCC é reduzida para 335°C e o calor do gás residual é utilizado pela unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio para produzir vapor de 4 MPa em uma taxa de 11,6 t/h para saída; (2) entrada do gás de combustão a 335°C na unidade de desnitração e desnitração com 5-15% de amónia aquosa, onde após reação adequada na superfície do catalisador de desnitração no reator de desnitração, o teor de óxido de nitrogênio é diminuído para 35 mg/Nm3 e a taxa de desnitração é 90%. (3) após o tratamento na unidade de desnitração, entrada do gás de combustão na unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio através de uma ventilação de gás de combustão, onde vapor de 0,6 MPa é produzido a 3,3 t/h como um subproduto e a temperatura do gás de combustão é reduzida para 166°C na unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio; (4) após o tratamento na unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio, entrada do gás residual de FCC descarregado na torre de retirada de pó para remoção de pó e na torre de absorção para dessulfurização, onde o líquido de lavagem contendo sólido obtido na torre de retirada de pó é alimentado a uma unidade de filtragem para remoção de sólidos e o líquido de lavagem removido do sólido é reciclado para lavagem do gás residual de FCC; e o gás residual de FCC que entra na torre de absorção é dessulfurizado com 5-15% de amónia aquosa; e (5) após a dessulfurização, descarga do gás de combustão limpo através da unidade de exaustão de gás residual, onde o teor de NOx é 35 mg/Nm3, o teor de SO2 é 38 mg/Nm3, 0 nível de pó é 11,5 mg/Nm3 em um caso normal e é 21 mg/Nm3 sob a condição e operação de perda de catalisador; a solução de sulfato de amónio 40% produzida como um subproduto em cerca de 4,7 t/h é evaporada e recristalizada, vortexada, separada por centrifugação, seca e empacotada, para obter um produto acabado sulfato de amónio a 1,89 t/h, cuja qualidade (teor de nitrogênio: 21,05%, teor de água: 0,2% e teor de ácido livre: 0,03%) satisfaz as exigências s de sulfato de amónio do primeiro grau como especificado pela GB535-1995.

[0058] A lista dos métodos e principais instrumentos para detecção de vários índices neste exemplo é mostrada na Tabela 1. Os parâmetros das principais matérias-primas e do produto são mostrados na Tabela 2. Tabela 1: lista dos métodos e principais instrumentos para detecção de vários índices

(Tabela 1 - Continuação)

Tabela 2: parâmetros de matérias-primas principais e do produto

(Tabela 2 - Continuação)

[0059] A eficiência de dessulfurização neste exemplo é 98,9% e a eficiência de desnitração é 90%.

Exemplo Comparativo 1

[0060] CN104941423A é obtido como um exemplo comparativo, onde o gás de combustão de 100.0000 ton/ano produzido durante a regeneração do catalisador de uma unidade de craqueamento catalítico é tratado, onde a taxa de fluxo do gás de combustão é 135000 Nm3/h, a temperatura é 950°C, o teor de umidade é 12%, a concentração de óxido de nitrogênio é 360 mg/Nm3, a concentração de dióxido de enxofre é 2300 mg/Nm3, o nível de pó é 150 mg/Nm3 e o agente de dessulfurização é 99,6% de amónia líquida. Em um caso normal, a eficiência de desnitração é 88,9%, a eficiência de dessulfurização é 98,5%, a concentração de NOX no gás de combustão limpo é 38 mg/Nm3, a concentração e SO2 é 32 mg/Nm3, 0 nível de pó é menor do que 15 mg/Nm3 e 0 teor de nitrogênio no subproduto sulfato de amónio é 20,8%.

[0061] No entanto, a condição de operação de perda de catalisador não é levada em consideração. Neste caso, se o gás de combustão for tratado com o sistema de acordo com a Patente Chinesa No. CN 104941423A, os efeitos que seguem são finalmente obtidos.

[0062] Uma grande quantidade de pó entra no líquido de absorção, de maneira que o teor de sólido insolúvel no líquido de absorção aumenta para 3% ou mais. Isto faz com que o produto sulfato de amónio falhe em ser recristalizado e descarregado. Mesmo se o produto sulfato de amónio puder ser descarregado, o teor de N no produto seria diminuído para 18% ou abaixo e desta maneira o produto não pode ser comercializado. Além disso, a bomba de circulação de absorção é entupida e desgastada, e o sistema precisa ser desligado para limpeza dos sólidos acumulados na torre de absorção.

[0063] Os efeitos da presente invenção são como segue. A eficiência de desnitração é > 90%, a eficiência de dessulfurização é 98,9%, a concentração de NOx no gás de combustão limpo é 35 mg/Nm3, a concentração de SO2 é 38 mg/Nm3, 0 nível de pó é 11,5 mg/Nm3 e 0 teor de nitrogênio no subproduto sulfato de amónio é 21,06%. O sistema da presente invenção pode operar normalmente sob a condição de operação de perda de catalisador e é obviamente vantajoso em relação àquele do Exemplo Comparativo, como indicado por um nível de pó na saída de 21 mg/Nm3.

Claims

1. Sistema para desnitração, e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de Craqueamento Catalítico Fluidizado (FCC) (8) através de um processo à base de amónia, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio (1), uma unidade de desnitração (2), uma unidade de remoção de pó e dessulfurização (4), uma unidade de exaustão de gás residual (5), e uma unidade de pós-processamento de sulfato de amónio (6), em que a remoção do pó e a unidade de dessulfurização (4) compreendem uma torre de retirada de pó e uma torre de absorção dispostas separadamente, em que a parte superior e a parte inferior da torre de absorção estão conectadas respectivamente a unidade de exaustão de gás residual (5) e a unidade de pós-processamento de sulfato de amónio (6); a torre de retirada de pó é provida com pelo menos 2 camadas de pulverizadores de líquido de lavagem, e pelo menos uma camada de separadores de névoa é provida acima dos pulverizadores de líquido de lavagem na torre de retirada de pó; e a torre de absorção compreende sequencialmente, de baixo para cima, uma seção de oxidação, uma seção de absorção e uma seção de controle de partícula fina, em que a seção de absorção é provida com pelo menos 2 camadas de pulverizadores na seção de absorção, e a seção de controle de partícula fina é provida com 1 a 4 camadas de lavagem de modo cíclico com solução de sulfato de amónio diluída, em que a unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio (1), a unidade de desnitração (2), a torre de retirada de pó e a torre de absorção são conectados em sequência.

2. Sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC (8) através de um processo à base de amónia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio (3), em que a unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio (1), a unidade de desnitração (2), a unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio (3), a torre de retirada de pó e a torre de absorção são conectados em sequência.

3. Sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC (8) através de um processo à base de amónia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de desnitração (2) é um reator de redução catalítica seletiva, em que um retificador é provido em uma parte superior do reator de redução catalítica seletiva, e uma grade de injeção de amónia é provida em uma entrada para o gás residual de FCC (8) do reator de redução catalítica seletiva.

4. Sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC (8) através de um processo à base de amónia, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de exaustão de gás residual (5) é uma chaminé de exaustão de gás residual.

5. Sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC (8) através de um processo à base de amónia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que 2 a 5 camadas de pulverizadores de líquido de lavagem são providas na torre de retirada de pó, na qual a razão de líquido para gás entre cada camada dos pulverizadores de líquido de lavagem é maior ou igual a 1,1 L/m3, a taxa de cobertura do pulverizador é maior ou igual a 120% e a taxa de cobertura de pulverização total da torre de retirada de pó é maior ou igual a 200%; e a torre de retirada de pó compreendendo 1 a 5 camadas de separadores de névoa; e/ou o separador de névoa da torre de retirada de pó é um ou mais de um separador de névoa de defletor, um separador de névoa do tipo com cobertura e um separador de névoa do tipo malha; e/ou a seção de oxidação é provida com 3 a 8 camadas de potencializadores de dispersão de gás-líquido; e/ou a seção de absorção compreende 2 a 4 camadas de pulverizadores, em que a razão líquido para gás entre cada camada dos pulverizadores na seção de absorção é maior ou igual a 1,1 L/m3, a taxa de cobertura de pulverização é maior ou igual a 120% e a taxa de cobertura de pulverização total da seção de absorção é maior ou igual a 300%; e/ou a camada de lavagem de modo cíclico com solução de sulfato de amónio diluído é provida com mais de 1 camada de pulverizadores na camada de lavagem, e mais de 1 camada de separadores de névoa são providas acima dos pulverizadores na camada de lavagem, em que a razão de líquido para gás entre cada camada dos pulverizadores na camada de lavagem é maior ou igual a 1,1 L/m3, a taxa de cobertura de pulverização é maior ou igual a 120% e a taxa de cobertura de pulverização total da seção de controle de partícula fina é maior ou igual a 300%; e, preferivelmente, a camada de lavagem compreende 1 a 4 camadas de pulverizadores e 1 a 5 camadas de separadores de névoa.

6. Sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC (8) através de um processo à base de amónia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de pós-processamento de sulfato de amónio (6) compreende um dispositivo de evaporação e cristalização, um ciclone, uma centrífuga, um secador e uma máquina de empacotamento conectado em sequência, no qual o dispositivo de evaporação e cristalização é conectado à torre de absorção.

7. Método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC (8) através de um processo à base de amónia, usando o sistema para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC (8) através de um processo à base de amónia, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (1) entrada do gás residual de FCC (8) sequencialmente na unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio (1) e na unidade de desnitração (2) para resfriamento e desnitração, respectivamente, em que a temperatura do gás residual é reduzida para 250-350° C, e a temperatura do gás residual de FCC (8) que entra na unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio é de 580 a 950°C, e o nível de pó total é 50 a 10000 mg/Nm3; (2) após tratamento na unidade de desnitração (2), entrada do gás residual de FCC (8) de descarga na unidade de remoção de pó e dessulfurização (4), para remoção do pó na torre de retirada de pó e dessulfurização na torre de absorção, respectivamente; e, preferivelmente, após tratamento na unidade de desnitração (2), ainda recuperação de calor a partir do gás residual de FCC (8) descarregado na unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio (3), e então entrada do gás residual de FCC (8) descarregado na unidade de remoção de pó e dessulfurização (4); e (3) descarga do gás residual limpo após dessulfurização através da unidade de exaustão de gás residual (5) e coleta do subproduto sulfato de amónio no sistema de pós-processamento de sulfato de amónio (6).

8. Método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC (8) através de um processo à base de amónia, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a temperatura do gás residual de FCC (8) que entra na unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio (1) é de a partir de 580 a 950°C, a concentração de NOX é 100 a 1200 mg/Nm3, a concentração de SO2 é 200 a 30000 mg/Nm3 e 0 nível de pó total é 50 a 10000 mg/Nm3; e preferivelmente a temperatura do gás residual de FCC (8) que entra na unidade de recuperação de calor de refugo de primeiro estágio (1) é de a partir de 600 a 670°C, a concentração de NOx é 250 a 800 mg/Nm3, a concentração de SO2 é 500 a 5000 mg/Nm3 e 0 nível de pó total é 100 a 300 mg/Nm3.

9. Método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC (8) através de um processo à base de amónia, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a temperatura do gás residual de FCC (8) após ser resfriado mais na unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio (3) na Etapa (2) é a partir de 140 a 220°C; e quando a unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio (3) é empregado para resfriamento adicional do gás residual de FCC (8), 0 gás residual de FCC (8) descarregado após 0 tratamento na unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio (3) é alimentado à unidade de remoção de pó e dessulfurização (4), em que o gás residual de FCC (8) é resfriado mais pela segunda unidade de recuperação de calor de refugo de segundo estágio (3) de tal maneira que 0 valor de baixa pressão de 0,3 a 0,8 MPa e uma água macia preaquecida são produzidos como subprodutos.

10. Método para desnitração e dessulfurização de e remoção de pó de um gás residual de FCC (8) através de um processo à base de amónia, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que durante o processo de dessulfurização na Etapa (2), um líquido de absorção inferior é coletado na parte inferior da torre de absorção, uma parte da qual é alimentada à unidade de pós- processamento de sulfato de amónio (6), e a outra parte da qual é oxidada com um gás contendo oxigênio, completado com um absorvente contendo amónia, e então reciclado para a seção de absorção da torre de absorção, em que o gás contendo oxigênio é preferivelmente ar; o absorvente contendo amónia é preferivelmente amónia aquosa de 10-25% em peso e/ou amónia líquida; e o líquido de absorção inferior reciclado para a seção de absorção é preferivelmente responsável por 75-98% em peso do líquido de absorção inferior total.