CN1250330C - 从流化床催化裂化再生器中降低NOx的反应器改良 - Google Patents

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Abstract

在具有密相和稀相的催化剂再生器中使沉积有焦炭的用过的催化剂再生的方法，此方法包括以下步骤：(a)在密相中用一次含氧气体与用过的催化剂接触，由此燃烧焦炭，结果形成包含氧化氮和一氧化碳的燃烧气体，它进一步反应，从而使大部分氧化氮还原成元素氮；和(b)在稀相中用二次含氧气体和典型的保护气体与燃烧气体接触，从而将残余的CO氧化为CO2，而不会使稀相由于后燃烧而引起大幅升温。

Description

从流化床催化裂化再生器中降低NOx的反应器改良
技术领域
本发明涉及使催化裂化再生器中排放的氧化氮(NOx)降低的廉价方法和反应器的改良。更具体地说，本发明涉及操作再生器以使浓催化剂区中排出最高达约1％的一氧化碳，并涉及以下改良：在再生器稀相中通入二次含氧气流和任选的一种或多种保护气流，从而除去排放的大部分NOx，而不排放大量CO，并减少了后燃烧所引起的升温。
背景技术
在流化催化裂化(FCC)工艺中，烃原料被注入烃裂化反应器的提升管部分，在该处它与自催化剂再生器循环到提升管-反应器的热催化剂接触，从而裂化成更为轻质的有用产品。由于产生吸热的裂化反应，催化剂被焦炭沉积物覆盖。催化剂和烃蒸气随着提升管(riser)到达反应器的分离区，在该处它们被分离。然后，催化剂流入汽提区，在该处通过注入蒸汽来汽提夹带烃蒸气的催化剂，经汽提的催化剂沿用过的催化剂立管流动，并进入催化剂再生器。
再生器是作为流化床反应器操作的，其中催化剂在反应器的下部形成密相，在此之上是稀相。空气或富氧的空气通过位于容器底部附近的密相空气分布板通入。当满载焦炭的催化剂与空气接触时，焦炭会燃烧而形成CO和二氧化碳(CO2)，这些物质会与空气中的氮气一起，经密相向上流动，进入稀相，然后离开再生器。这些气体组成大部分烟道气。在焦炭燃烧过程中，焦炭中存在的任何含氮物质都会与氧气反应，主要形成元素氮(N2)和少量NOx。这些物质和焦炭中存在的硫燃烧所产生的任何氧化硫(SOx)一起，也跟随CO/CO2/N2流动通过再生器。密相内空气分布板附近的反应器区域的氧气浓度高，构成氧化区。离空气分布板远处或下游的氧气消耗，形成的CO浓度大的还原区。CO继续与残余氧气反应而形成CO2。在还原区中，NOx类物质也与CO起反应而形成元素氮。根据此区域内CO和O2的浓度，有或多或少的NOx会反应。
催化剂再生器可以CO完全燃烧模式或以CO部分燃烧模式进行，前者已成为标准燃烧模式。在完全燃烧操作中，催化剂上的焦炭被完全氧化成CO2。这一般是通过在以过量空气形式提供的过量氧气的存在下进行再生而完成的。从完全燃烧操作获得的废气主要包含氮、CO2、H2O和过量氧气，但还含有NOx和SOx。
在操作CO部分燃烧模式中，用不足的氧气来操作催化剂再生器以将催化剂中的所有焦炭完全氧化成CO2。因此，焦炭燃烧成CO和CO2的混合物。残余的CO在下游的CO锅炉中被氧化为CO2。当再生器以CO部分燃烧模式操作时，产生较少的NOx，它在还原区中与CO反应，形成元素氮。而焦炭中的氮以还原氮的形式如氨和HCN离开再生器。但是，还原的氮在CO锅炉中不稳定，在该处它们转化为NOx。所以，从CO锅炉流出的废气主要包含氮、CO2和水，但还包含NOx和SOx。
近来，人们非常关注炼油烟道气中NOx和SOx排放到环境中的量。大多数存在于催化剂再生器中废气的NOx来自焦炭氮即焦炭中所含的杂化合物形式的氮如稠环化合物，废气中很少含有或没有NOx来自通入再生器的空气中所含的氮，这是目前公认的观点。
工业中已使用几种方法来使FCC再生器废气中的NOx降低。这些方法包括耗费资金和昂贵的可选方法，如用氢预处理反应器进料，和烟道气后处理法如选择性催化还原(SCR)法，以及在原位使用FCC催化添加剂。还考虑了降低NOx的一些其它方法，如下所述。
美国专利No.5,268,089披露了用烟道气中小于2摩尔％的CO操作再生器处于“边缘(on the brink)”(即处于常规的CO部分燃烧操作和完全燃烧操作之间的区域)。此专利的权利要求是通过以此模式操作来降低NOx。但是，仍需要CO锅炉来燃烧离开再生器的CO，就像部分燃烧操作模式中的情况那样。此外，美国专利No.5,268,089披露了处于“边缘”操作会产生后燃烧，但未披露避免或减轻后燃烧所引起的稀相过热的解决方案。
有几个专利披露了通过促进剂、分离的进料裂化、废气的后处理等方法来减少FCC再生器中NOx。这些专利详细讨论于美国专利No.5,268,089中，在此引入该专利的内容作为参考。
美国专利No.5,705,053、5,716,514和5,372,706各自披露了以下基本观点的改变：对来自部分燃烧模式操作的再生器中的烟道气中所加入的空气量进行控制，以使部分NOx前体(HCN、NH3)在进入CO锅炉之前选择性地转化为N2而非NOx。因此，在CO锅炉中，产生较少NOx。在美国专利No.5,705,053中，为NOx/NH3反应提出了另一催化步骤。在美国专利No.5,372,706中，要求在2000-2900°F间的温度下进行NOx前体的热转化。在美国专利No.5,716,514中，烟道气被特地从再生器中除去，并含有至少2.5％的一氧化碳。这些气体在单独的湍流反应器中反应。在所有这些专利中，加入二次空气的目的是使由部分燃烧操作而形成部分NH3/HCN反应。
美国专利No.5,240,690提出部分燃烧模式的操作和在再生器废气中加入至少有1％一氧化碳的空气以氧化NH3/HCN，并优选地在进入CO锅炉前产生N2。
继续进行努力以寻求降低工业废气(如FCC再生器废气)中NOx和SOx浓度的新颖和改进方法。需要注意的是，先有技术没有在再生器的稀相中通入二次含氧气体和可选的保护气体，使其能主要以完全燃烧模式操作，由此消除大部分NOx，使CO转化为CO2，并使后燃烧所引起的升温得到控制。
本发明提供了能显著降低NOx排放的廉价的再生器改良方法，它是将二次含氧气体和可选的保护气体同时通入无需使用CO锅炉的再生器的稀相中。本发明提供了消除FCC再生器所排放的大部分NOx的方法。
发明内容
本发明涉及在沉积有焦炭的用过的催化剂(如烃裂化催化剂)再生时使再生反应器中排放的氧化氮显著降低的方法，此方法包括以下步骤：
(a)在反应器密相中用一次含氧气体与用过的催化剂接触，由此燃烧焦炭，结果形成包含氧化氮和一氧化碳的燃烧气体，它在所述的密相中进一步反应，从而使大部分氧化氮还原成元素氮形成富氮燃烧气体；和
(b)在反应器的稀相中用二次含氧气体与富氮的燃烧气体接触，使一氧化碳氧化成二氧化碳。
步骤(a)中一次含氧气体的量经调节，使步骤(b)之前富氮的燃烧气体含有最高达1％的一氧化碳。此过程的结果是，自再生反应器所排放的氧化氮显著降低，而稀相中由于后燃烧所引起的升温被减到最小，并通过通入保护气体或除热装置而得到控制。
本发明还使用一个或多个喷嘴以使二次含氧气体和可选的保护气体通入再生反应器的稀相中，从而提供燃烧条件，并控制稀相中由于后燃烧而引起的升温。
通入反应器中的二次含氧气体对离开密相的残余CO进行氧化。可在二次含氧气流中加入蒸汽或水作为保护气体，以有助于氧气在整个反应器容器中的均匀分布，并减少稀相中由于CO燃烧而引起的升温。选择通入蒸汽或水的一个或多个喷嘴的位置，以使蒸汽与大部分催化剂的接触减至最小，从而避免催化剂失活。也可用其它方法除去稀相中由于CO氧化反应放热而产生的过多热量，例如，用位于稀相中的冷却盘管。
本发明还有一种方式是，在不同阶段中将二次含氧气体于不同垂直高度通入反应容器中。例如，可在密相和稀相的交界处或刚好高于该处将一部分二次含氧气体通入反应器中，然后像上述那样通入主要量的二次含氧气体。在交界处通入的二次含氧气体量足以使燃烧气体中少量的残余还原氮类物质(如NH3和HCN)燃烧，形成氧化氮，随后氧化氮与CO反应形成元素氮。接着二次含氧气体经分段(staged)或在下游位置处通入稀相中，以进行上述的过程。可在反应器的密相和稀相之间的交界处通过一个或多个喷嘴通入二次含氧气体。此外，可将保护气体与二次含氧气体一起通入，以有助于氧气在整个容器中的均匀分布，并通过在该位置上方通入的蒸汽和催化剂之间建立气障而避免催化剂失活。
在本发明的另一实施方式中，为进一步消除少量从再生器稀相排出的CO，二次含氧气体在上述过程进行后被分段或通入容器的废气烟道中。含氧气体对任何烟道气中可能存在的残余CO进行氧化，从而形成CO2。可用一个或多个喷嘴将二次含氧气体通入废气烟道中。此外，可通入保护气体，以有助于氧气在整个排气管中的均匀分布，并控制后燃烧所引起的升温。
由于下游不需要单独的NOx除去装置，所以对于大幅降低NOx来说能节省大量费用。此外，由于本发明方法涉及与安装二次空气分布板相比对现有再生器和有关装置的最小改装，所以本发明方法是有利的。而且，由于实际上反应器不排出CO，因此无需下游的一氧化碳锅炉。
本发明还涉及具有密相和稀相的催化剂再生器，它包括：
(a)将一次含氧气体通入再生器密相的装置；和
(b)将二次含氧气体通入再生器稀相的装置。
在本发明的一个实施方式中，再生器是反应器。将一次含氧气体通入反应器的优选装置是位于密相中的空气分布板。此外，将二次含氧气体和可选的保护气体通入反应器的一个或多个装置优选为喷嘴形式，它们以各个角度和高度位于反应器的侧壁和/或圆顶盖。在本发明的另一实施方式中，反应器具有将二次含氧气体在密相交界处或刚好高于该处分段通入反应器稀相的装置。在本发明的还有一个实施方式中，反应容器具有将二次含氧气体分段通入容器废气烟道的装置。
附图说明
图1是说明本发明一个实施方式的再生器的剖视图；
图2是图1的再生器的顶视图；
图3是说明本发明另一实施方式的再生器的剖视图；
图4是图3的再生器的顶视图；
图5是说明本发明还有一个实施方式的再生器的剖视图；
图6是本发明的同心喷嘴的侧视图；
图7是图6的同心喷嘴沿II-II线的前视图。
具体实施方式
根据本发明，通过基本上以完全燃烧模式操作再生器，使最高达约1体积％的CO离开催化剂密相，并通入二次含氧气体和可选的保护气体以促进CO的转化和减少温度升高，并促进氧气在整个稀相中的分布，从而使FCC再生器中所排放的NOx显著降低。还可通过单独的装置如热交换器来控制稀催化剂相中的后燃烧升温。
参见图1，在本发明的一个实施方式中，用过的催化剂经用过的催化剂输送管4被送入再生器2中。用过的催化剂绕再生器2的内部涡旋，并沉入密相12中。再生器2的上部区域形成稀相14，并基本没有用过的催化剂。一次含氧气体8通过向空气分布板18供料的空气分布板进料管16通入再生器2中。空气分布板18位于密相12中。密相12中用过的催化剂与一次含氧气体8接触，从而用过的催化剂表面上的焦炭燃烧，并形成含有一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、水蒸汽和/或氧化硫的燃烧气体。密相中存在的CO形成还原气氛，结果使空气分布板附近形成的氧化氮通过焦炭中存在的氮类物质与氧反应而还原成元素氮。
再生器2中的燃烧气体迅速上升，进入稀相14中。随着燃烧气体通过稀相14上升，二次含氧气体22和优选的保护气体23经一个或多个喷嘴24通入稀相14中。燃烧气体中的CO被二次含氧气体氧化成CO2。通过将保护气体23经一个或多个喷嘴24注入稀相14中，或通过使用一些其它除热装置如热交换器，可控制稀相14中由于和一氧化碳氧化反应有关的放热反应而升温。含有二氧化碳和元素氮的燃烧气体经废气烟道10从再生器2的稀相14中排出。虽然图1示出了喷嘴的具体数目和位置，但应了解再生器2可以任何角度安装任何数目的喷嘴。根据所用的喷嘴数量和它们的位置角度，可调节再生器的控制，以获得所需的燃烧和后燃烧控制。
通过示例，上述实施方式进一步示于图2。此图是图1中的再生器2的顶视图。通入二次含氧气体和保护气体的一个或多个喷嘴24可装在再生器2的圆顶盖3的一个或多个旋风分离器38之间，这些旋风分离器也装在再生器2的圆顶盖3上。一个或多个喷嘴24可在喷杆上或成一定角度延伸到再生器2内，以使二次含氧气体和保护气体能深入注到再生器2的稀相中，在稀相中获得优良的混合和最佳的燃烧条件。虽然图2示出了喷嘴的具体数目，但应了解再生器2可以任何角度安装任何数目的喷嘴。根据所用的喷嘴数量和它们的位置角度，可调节再生器的控制，以获得所需的燃烧和后燃烧控制。
参见图3和图4，它们描绘了具有一个或多个喷嘴的再生器的另一实施例。此再生器的操作和上述图1描绘的再生器相同。图3描绘的再生器2可在再生器2侧壁上装有一个或多个喷嘴24。喷嘴可位于容器的不同垂直高度上，以分段通入含氧气体。此外，一个或多个喷嘴24可成一定角度，使二次含氧气体22和优选的保护气体23注入稀相14中，从而获得所需的燃烧和后燃烧控制。图4所示的是图3的再生器2的顶视图。一个或多个喷嘴24可绕着容器壁的圆周以所需的高度和角度安装。虽然图4示出了喷嘴的具体数目，但应了解再生器2可安装任何角度和高度和任何数目的喷嘴。根据所用的喷嘴数量和它们的位置角度和高度，可调节再生器的控制，以获得所需的燃烧和后燃烧控制。
图5描绘了本发明的另一实施方式。在此实施方式中，像图1-4那样通入二次含氧气体之前，使用一个或多个喷嘴24来将二次含氧气体在密相和稀相交界处或刚好高于该处分段通入容器2的稀相14中。此交界面是燃烧气体从密相12进入稀相14的部位。燃烧气体中的NH3和HCN被交界面附近通入的二次含氧气体22所氧化，结果形成氧化氮。几乎没有CO在此处被二次含氧气体22所氧化。存在于稀相14中的大部分CO是被用上述图1-4的方式在稀相14的较高位置处通入的二次含氧气体22所氧化的。通过将保护气体23经一个或多个喷嘴24通入稀相14中，或通过一些其它除热装置如热交换器，使一氧化碳氧化反应有关的放热反应而产生的稀相14中的升温受到了控制。此外，交界面附近通入的含有氮气或二氧化碳或循环烟道气的保护气体23能有助于氧气在整个容器中的均匀分布，并防止密相12中的催化剂在较高部位通入的保护气体23为蒸汽或水滴的情况下而失活。虽然图5示出了喷嘴的具体数目，但应了解再生器2可以任何角度和高度安装任何数目的喷嘴。根据所用的喷嘴数量和它们的位置角度和高度，可调节再生器的控制，以获得所需的燃烧和后燃烧控制。
本发明的另一实施方式(未示出)中，二次含氧气体被分段通入容器的废气烟道中以防止CO泄漏。此另外的二次含氧气体将离开容器的废气中可能存在的少量残余CO氧化为CO2。二次含氧气体可经一个或多个喷嘴通入废气烟道中。此外，还可将保护气体通入废气烟道中，促进氧气在整个废气烟道中的均匀分布，并控制由于CO放热氧化反应所产生的后燃烧而引起的升温。根据所用的喷嘴数目和构造，可调节再生器的控制，以获得所需的燃烧和后燃烧控制。
虽然可用任何合适喷嘴将含氧气体和保护气体通入再生器或废气烟道中，但优选使用同心(co-centric)喷嘴。通过使用同心喷嘴，可同时通入含氧气体和保护气体。结果，可获得所需的燃烧，同时控制了保护气体的后燃烧所引起的升温。安装同心喷嘴，使气体深入渗透到再生器稀相内，产生良好的混合和所需的反应。喷嘴优选通过再生器壁外部和/或通过再生器圆顶盖安装。
参见图6和图7，它们提供了同心喷嘴。同心喷嘴24有喷嘴头26、内输送管32、和外输送管34。含氧气体22通入内输送管32，并经喷嘴头26以含氧气流30的形式注入再生器中。保护气体23通入外输送管34中，并以保护气流28的形式注入再生器中，从喷嘴24喷出时它包围住含氧气体气流30整个圆周。通过将含氧气体和保护气体经一个或多个同心喷嘴通入再生器，可使渗透更为深入，气体在整个容器内的分布更均匀。
通入再生器密相中空气分布板的一次含氧气体可以是任何典型的原料气体混合物，例如空气、富氧的空气、氧气-二氧化碳、氧气-氩气和它们的混合物。优选的气体混合物包括空气和富氧的空气。气体混合物的氧含量优选至少约为20体积％，更优选大于24体积％。一次含氧气体以0.5-10.0英尺/秒的表观容器速度通向密相中的空气分布板。这使得催化剂密相中的大部分焦炭氮化合物转化为元素氮、NO和NO2。少量的还原氮化合物如NH3和HCN也可存在于离开催化剂密相的燃烧气体中。
调节再生器的条件(即再生气体流速、催化剂循环速率等)，从而保持整个密相(还包括最靠近空气分布板的燃烧区)的还原条件，以使CO/NOx反应具有足够的停留时间，形成元素氮。为保证存在这些条件，离开密相的燃烧气体中存在最高达1％的CO，并且CO上升到再生器的稀相中。
对与焦炭燃烧量有关的再生器密相中最大氧气通过量进行控制，使密相中的平均温度在约650-815℃的范围内。再生器密相中的平均温度优选为约670-790℃。
通入再生器稀相或废气烟道中的二次含氧气体可以是任何典型的原料气体混合物，例如空气、富氧的空气、氧气-二氧化碳、氧气-氩气和它们的混合物。优选的气体混合物包括空气和富氧的空气。气体混合物的氧气含量优选至少为20体积％，更优选至少为24体积％，并且以约50-400英尺/秒的速度经喷嘴通入稀相中，以使氧气在稀相中均匀分布。
二次含氧气流中氧气的通入量为经空气分布板进入一次含氧气流中的量小3-50倍。选择氧气量，使残余的CO充分燃烧。大部分焦炭仍在再生器密相内产生燃烧。
一齐使用保护气体或机械设备以冷却催化剂稀相，对进入再生器稀相的最大氧气浓度进行控制，使稀相中由于燃烧而产生的平均温度升高约10-50℃。再生器稀相中的平均温度升高优选小于30℃。可用各种方法冷却稀相，例如用热交换器、雾化水、蒸汽和它们的结合。当使用雾化水时，用相变达到冷却，并且需要显热(sensible heat)来补偿水和燃烧气体的温度。当使用蒸汽时，通入温度更低的蒸汽，经直接热交换使燃烧气体的温度降低。
通入稀相的合适保护气体可包括，例如选自以下的气体：蒸汽、氮气、循环烟道气、二氧化碳和它们的混合物。和二次气流一起通入的保护气体优选是蒸汽或水雾，并以约为50-400英尺/秒的速度通入稀相中。蒸汽或水使稀相有所冷却，并增加CO到CO2的转化。在将二次含氧气体于容器密相和稀相交界处分段通入的情况下，通入的保护气体优选是氮气或循环烟道气，并以约为50-400英尺/秒的速度通入。
下面通过以下非限制性的实施例进一步说明本发明。
实施例1
对于40 TBD FCC装置，将约4MMSCFH空气用作进气。如果使用90/10分流空气，其中90％通入再生器的密相，10％通入再生器的稀相，可将约400,000SCFH空气经一个或多个喷嘴通入。假设例如使用20个喷嘴，2”直径的喷嘴可获得200英尺/秒以上的速度。这足以将气体移动约15英尺送到再生器内。如果以同心喷嘴结构使用诸如蒸汽或循环烟道气的保护气体，可更进一步推进空气或富氧的空气，并使O2在整个再生器横截面中的分布更均匀。喷嘴可成一定角度，以获得所需的流动型式，并可使用两个或更多个含量的氧气通入。在此情况下，预计后燃烧所引起的升温在20-100℃内，这可通过注入蒸汽或包含保护气体其它骤冷气体、或使用机械装置来缓解。
在3”流化床反应器中进行的实验显示，通过于700℃下在不存在任何催化剂的情况下仅通入1％的O2，使用28秒的停留时间，就可使进入稀相的1％CO被除去到不可检测的程度。虽然停留时间比一般预计的长一些，但预计通过调节O2的注入含量，CO显著减少。
实施例2
使用A1”内径的反应器***来进行CO动力学实验。将T-混合装置放在反应器的入口，对进料预加热，这样热的进料刚好在进入反应器前能以更紧密的方式混合。将冷却盘管交换器放在反应器出口，以迅速冷却排出的气体。
示于下表1的结果说明，在未使用CO锅炉的情况下，通过将1％-2％O2通入在700℃或以上的典型温度范围内操作的FCC再生器的稀相中，可燃烧CO，并且离开浓催化剂床的一氧化碳的浓度高达1％。约10秒的气体停留时间显示，CO从约1％下降到200ppm范围内，并且典型的FCC再生器可用10秒的气体停留时间以达到此目的。
                         表1.CO的燃烧结果
  温度(℃)   停留时间(秒)   O2通入(％)   CO通入(％)   CO排出(ppm)
  700700   1010   1.80.9   11   200250
实施例3
对于氧化氮(NO)实验，可使用带有用于分离催化剂的扩大头部区域的1”内径的反应器。使用高度基质平衡的FCC催化剂，算出气体在催化剂床中的停留时间为2秒。FCC密相催化剂床中的典型气体停留时间为3秒以上。在整个实验中保持反应器基本为730℃。
首先，使催化剂受到N2中的21％O2作用5分钟。然后使催化剂受到N2中的1.5％H2作用2分钟。此步骤是为了模拟催化剂在氧化气氛下的再生器和随后的还原气氛下的提升管/汽提塔中的时间。每个步骤之后用N2短暂吹扫催化剂。用N2中含有0.5％CO和500ppmNO的气流以2秒的停留时间通过催化剂床中的催化剂。离开反应器的NO的浓度太小以致测量不出。用1％CO、0.5％O2和500ppmNO通入反应器，进行重复实验。离开反应的NO的浓度同样太小以致测量不出。这些结果说明，在相似于FCC再生器的条件下，CO会破坏NO。
还在下表2所示的稳定状态下进行实验，反应器中的NO被完全除去。在这些实验中，有500ppm NO与表2所示的组分和N2进入反应器。
                       表2.NO与CO的反应结果
  温度(℃)   停留时间(秒)   O2通入(％)   CO通入(％) NO排出(ppm)
  730730   22   00.5   0.51 00
实施例4
对于NH3和HCN动力学实验，在不存在催化剂的情况下使用1”内径的反应器，以模拟稀催化剂相。表3中的数据说明，在4秒的停留时间内，可将氧气通入含有高达2％CO的气流，仍能获得优选的NH3和HCN的氧化。如果离开反应区的O2的浓度在100-200ppm范围内，即使在较短的停留时间内所得的大部分NO也会被破坏。
表3.FCC再生器化学(700℃，4秒停留时间，石英反应器，无催化剂)
  通入   排出
  O2   CO   NH3   HCN   NO   O2   CO   CO2   NH3   HCN   NO
  ppm   ％   ppm   ppm   ppm   ppm   ％   ％   ppm   ppm   ppm
  2200   2   300   0   0   200   1.6   0.4   0   0   75
  6600   2   300   0   0   700   0.8   1.2   0   0   260
  11000   2   300   0   0   1900   0.16   1.7   0   0   275
  2200   2   0   300   0   100   1.6   0.4   10   0   100
  6600   2   0   300   0   2500   0.8   1.2   0   0   240
  11000   2   0   300   0   4300   0.7   1.2   0   0   250
  2200   2   0   0   300   100   1.7   0.3   0   0   10
  11000   2   0   0   300   1800   0.18   1.7   0   0   290
  0   1.1   0   0   300   0   1   0.04   0   0   0
实施例5
如果水蒸气的浓度从0％增加到8％，在1秒的停留时间和无催化剂的反应中，可使CO到CO2的转化率增加到接近完全转化。短的停留时间要求为多段构造增加了额外的灵活性。
表4.水对于CO的影响和氮化合物的反应(700℃和1秒停留时间，石英反应器，无催化剂)
  通入   排出
  O2   CO   H2O   O2   CO   CO2
  ppm   ％   ％   ppm   ％   ％
  3000   1   0   2000   0.8   0.15
  3000   1   8   100   0.4   0.55
  4000   1   8   400   0.07   0.84
  3000   1   0   2200   0.8   0.14
  3000   1   8   0   0.26   0.67
  4000   1   8   200   0.03   0.87
虽然参照具体实施方式描述了本发明，但应了解可在不违背本文所述的本发明原理的条件下进行许多改变、改良和变化。因此，所附权利要求书的精神和范围内包括所有的这些改变、改良和变化。本文引用的所有专利申请、专利和其它公开文献都全部参考于此。

Claims (12)

1.在沉积有焦炭的用过的催化剂再生时使再生反应器中排放的氧化氮显著降低的方法，此方法包括以下步骤：
(a)在所述反应器的密相中用一次含氧气体与用过的催化剂接触，由此燃烧焦炭，形成包含氧化氮和一氧化碳的燃烧气体，它在所述的密相中进一步反应，从而使大部分氧化氮还原成元素氮，形成富氮的燃烧气体；和
(b)在所述反应器的稀相中用二次含氧气体与所述富氮的燃烧气体接触，使所述的一氧化碳氧化成二氧化碳；
其中步骤(a)中一次含氧气体的量经调节，使步骤(b)之前所述富氮的燃烧气体含有最高达1％的一氧化碳；
并且，在进行所述的步骤(b)前，将一部分所述的二次含氧气体在所述密相和所述稀相交界处通入所述的稀相中，所述富氮的燃烧气体离开所述的密相由此界面进入所述稀相。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化剂是烃裂化催化剂。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于在进行所述的步骤(b)时，所述富氮的燃烧气体中存在的任何残余的还原氮化合物被氧化成氧化氮，然后所得的氧化氮与所述富氮的燃烧气体中所含的一氧化碳反应成元素氮。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括在进行所述步骤(b)时，将保护气体通入所述稀相。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的一次含氧气体选自：空气、富氧的空气、氧气-二氧化碳、氧气-氩气、富氧空气-二氧化碳和它们的混合物，所述的二次含氧气体选自：空气、富氧空气、氧气-二氧化碳、氧气-氩气和它们的混合物。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤(b)中的所述二次含氧气体以50-400英尺/秒的速度通入所述的稀相中。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述的保护气体选自：蒸汽、水雾、氮气、循环烟道气、二氧化碳和它们的混合物。
8.用于实施权利要求1所述方法的催化剂再生器，它具有密相和稀相，包括：
(a)将一次含氧气体通入再生器密相的装置；
(b)将二次含氧气体通入再生器稀相的装置；和
(c)将所述的二次含氧气体在燃烧气体离开所述的密相并进入所述的稀相的交界处通入所述再生器的所述稀相的装置。
9.如权利要求8所述的再生器，其特征在于将所述的一次含氧气体通入所述再生器的所述密相的所述装置是空气分布板。
10.如权利要求8所述的再生器，其特征在于将所述的二次含氧气体通入所述再生器的所述稀相的所述装置包括一个或多个喷嘴。
11.如权利要求8所述的再生器，其特征在于将所述的二次含氧气体在所述的交界处通入所述再生器的所述稀相的所述装置包括一个或多个喷嘴。
12.如权利要求10或11所述的再生器，其特征在于所述的一个或多个喷嘴是同心的喷嘴。
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