Un proceso para reducir las concentraciones de NOx en la corriente de gas residual de una unidad de proceso de craqueo catalítico fluidizado,

corriente que contiene a la vez especies NOx y SOx, proceso que comprende:

a) eliminar al menos una fracción de las especies SOx de dicha corriente de gas residual produciendo con ello una corriente de gas residual empobrecida en SOx;

b) poner en contacto dicha corriente de gas residual empobrecida en SOx con una cantidad eficaz de clorito de sodio en condiciones eficaces de oxidación que oxidarán al menos una fracción de las especies de NOx oxidables a óxidos de nitrógeno superiores; y

c) eliminar al menos una fracción de dichos óxidos de nitrógeno superiores

Proceso para reducción del nivel de NO_x en corrientes de gases residuales por utilización de clorito de sodio.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un proceso para reducir las concentraciones de NO_x en corrientes de gases residuales. Más particularmente, la presente invención se refiere a poner en contacto una corriente de gas residual que contiene NO_x con una cantidad eficaz de clorito de sodio en condiciones tales que al menos una fracción de las especies NO_x oxidables presentes en la corriente de gas residual se oxida a óxidos de nitrógeno superiores.

Antecedentes de la invención

Los estándares gubernamentales reguladores de las emisiones, cada vez más severos, han conducido a los refinadores a explorar tecnologías mejoradas para reducir la concentración de óxidos de nitrógeno ("NO_x") en las emisiones de combustión y corrientes de efluentes de producción o gases residuales. Por ejemplo, la tecnología propuesta en la Patente de los Estados Unidos Número 3.957.949 a Senjo et al., propone un método para eliminar contaminantes poco solubles, tales como mercurio y NO, de corrientes de gases residuales por utilización de un agente oxidante que se libera de un compuesto tal como clorito de sodio, que se inyecta en una corriente de reciclo. Asimismo, la Patente de los Estados Unidos Número 6.294.139 concedida a Vicard et al., describe un método para eliminar óxidos de nitrógeno de corrientes de gases residuales por oxidación de óxido de nitrógeno con dióxido de cloro u ozono, poniendo a continuación el gas oxidado en contacto con clorito de sodio en una solución acuosa. Adicionalmente, se conoce en la técnica la reducción de las concentraciones de NO_x en corrientes efluentes de la combustión por inyección de amoniaco, véase la Patente de los Estados Unidos Número 3.900.554 concedida a Lyon. Después de la Patente de Lyon, se publicaron un gran número de patentes y publicaciones referentes a la inyección de amoniaco en corrientes de combustión a fin de reducir la concentración de NO_x. Dichas patentes incluyen las patentes de los Estados Unidos Números 4.507.269 y 4.115.515.

Aún así, los efluentes liberados de las unidades de combustión y corrientes de producción, tales como el gas de escape del regenerador de una unidad de craqueo catalítico fluido ("FCC"), siguen siendo una fuente de emisiones de NO_x por las refinerías. Muchas unidades de proceso de craqueo catalítico fluidizado incorporan lavadores del gas húmedo para eliminar los finos de catalizador desgastados, con el beneficio auxiliar de qué estos lavadores húmedos de gases reducen el NO₂. Si bien el lavado es eficaz para reducir las emisiones de NO₂, no es tan efectivo para reducir las emisiones de NO. Dado que una mayor parte (típicamente 90%) del NO_x contenido en las corrientes de gas residual de las unidades FCC es NO, existe necesidad de un método que reduzca las emisiones de NO del gas residual de una unidad FCC (o "gas de chimenea") a fin de obtener reducciones adicionales en las emisiones totales de NO_x.

Un enfoque para reducir las emisiones de NO implica oxidar las especies NO_x de óxidos inferiores a óxidos de nitrógeno superiores. Sin embargo, los métodos convencionales implican o bien productos químicos que requieren periodos de reacción prolongados o crean problemas en la unidad de proceso. Problemas de este tipo incluyen, por ejemplo, corrosión de los materiales de construcción, problemas con el tratamiento del agua residual de la unidad, así como problemas relativos a la eliminación de las especies SO_x que están también presentes típicamente. Por ejemplo, se conoce en la técnica la adición de clorito de sodio (NaClO₂) al líquido del lavador húmedo de gases para oxidar las especies NO_x a óxidos superiores tales como, por ejemplo, a NO₂ y N₂O₅ que son solubles en agua y que pueden separarse del sistema de proceso, típicamente como nitrato y nitrito, respectivamente.

Sin embargo, la adición de clorito de sodio al líquido del lavador presenta desventajas. Por ejemplo, el clorito de sodio es un producto químico caro y puede ser consumido por reacciones secundarias, tales como la oxidación de especies SO_x a óxidos de azufre superiores (v.g., SO₂ a SO₃). Por tanto, dado que el clorito de sodio no oxida selectivamente las especies NO_x de óxidos inferiores a óxidos de nitrógeno superiores, los métodos convencionales requieren el uso de concentraciones relativamente altas de clorito de sodio en el líquido del lavador para alcanzar la reducción deseada de las especies NO_x oxidables. Estos niveles elevados de clorito de sodio conducen a niveles altos de cloruro de causan, entre otras cosas, corrosión de los materiales de construcción del lavador.

Así pues, existe todavía necesidad en la técnica de un método económico y eficaz para reducir el nivel de especies NO_x de las corrientes de gases residuales.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un proceso para reducir las concentraciones de NO_x en la corriente de gas residual de una unidad de proceso de craqueo catalítico fluidizado, corriente que contiene a la vez especies NO_x y SO_x, proceso que comprende:

En una realización preferida, se utilizan toberas de pulverización integrales con un tambor separador del lavador húmedo de gases para poner en contacto el clorito de sodio con la corriente de gas residual.

En otra realización preferida, los óxidos de nitrógeno superiores resultantes de las especies NO_x se retiran de la corriente de gas residual por un método seleccionado del grupo constituido por absorción en solución alcalina, absorción en solución reductora, lavado, inyección de amoniaco, conversión catalítica, y absorción con agua.

En otra realización preferida adicional, al menos una fracción de las especies NO_x presentes inicialmente en la corriente de gas residual se elimina antes del paso a) anterior.

Descripción detallada de la presente invención

Como se utilizan en esta memoria, los términos NO_x, especies NO_x y óxidos de nitrógeno se refiere a los diversos óxidos de nitrógeno que pueden estar presentes en los gases residuales de la combustión. Así pues, los términos se refieren a la totalidad de los diversos óxidos de nitrógeno con inclusión, pero sin carácter limitante, de óxido nítrico (NO), dióxido de nitrógeno (NO₂), peróxido de nitrógeno (N₂O₄), pentóxido de nitrógeno (N₂O₅), y mezclas de los mismos. Asimismo, la expresión "óxido de nitrógeno inferior" se refiere a óxidos de nitrógeno que son oxidables a óxidos superiores. El óxido nítrico (NO) es el óxido de nitrógeno a oxidar más preferido, dado que hasta el 90% en peso de los óxidos de nitrógeno en una corriente típica de gas residual de unidad FCC tratada por la presente invención es NO. Por consiguiente, en una realización, el proceso se refiere especialmente a la reducción y el control de NO.

Los términos gas de chimenea, gas húmedo, corriente efluente de combustión, corriente efluente de gas residual de combustión, gas residual, gas de escape, y corriente de gas residual se utilizan intercambiablemente en esta memoria. Asimismo, los términos lavador húmedo de gases, aparato de lavado, y lavador se utilizan también a veces intercambiablemente en esta memoria.

La presente invención proporciona una manera eficaz en costes para eliminar especies de NO_x de corrientes de gas residual producidas por unidades de combustión, a saber, el gas residual generado por una unidad de...

1. Un proceso para reducir las concentraciones de NO_x en la corriente de gas residual de una unidad de proceso de craqueo catalítico fluidizado, corriente que contiene a la vez especies NO_x y SO_x, proceso que comprende:

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el paso a) anterior se lleva a cabo por un proceso de desulfuración húmedo tal como lavado con agua, lavado con álcali, lavado con óxido de magnesio, o lavado con amonio.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el paso a) anterior se lleva a cabo por un proceso de desulfuración seco utilizando un agente seleccionado del óxido de manganeso y carbono activado.

4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual dichas especies SO_x se eliminan por lavado húmedo del gas.

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual dicho clorito de sodio se pone en contacto con dicha corriente de gas residual en un punto situado aguas abajo del lavador húmedo de gas de una unidad de combustión.

6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual dicho clorito de sodio se pone en contacto con dicha corriente de gas residual en un tambor separador asociado con una unidad de lavado húmedo del gas.

7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual dicho clorito de sodio se pone en contacto con dicha corriente de gas residual en un tambor separador de una unidad de lavado húmedo del gas mediante al menos una tobera de pulverización.

8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho clorito de sodio se mezcla con agua antes del contacto con dicha corriente de gas residual.

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual al menos una fracción de dichos óxidos de nitrógeno superiores se elimina por un método seleccionado de absorción en solución alcalina, absorción en solución reductora, lavado, inyección de amoniaco, absorción con agua, y conversión catalítica.

10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual al menos una fracción de los óxidos de nitrógeno superiores se elimina por inyección de amoniaco, en donde el amoniaco se inyecta en mezcla con hidrógeno.

11. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual una cantidad de agua desionizada suficiente para absorber al menos una fracción de dichos óxidos superiores se inyecta con dicho clorito de sodio.

12. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual al menos una fracción de las especies NO_x presentes inicialmente en dicha corriente de gas residual se elimina antes de dicho paso a) de la reivindicación 1 anterior.