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

corriente la cual contiene tanto especies de NOx como de SOx, que comprende:

a) eliminar al menos una fracción de las especies de SOx procedentes de dicha corriente de gas residual, produciendo de ese modo una corriente de gas residual sin SOx;

b) poner en contacto dicha corriente de gas residual sin SOx con una cantidad eficaz de dióxido de cloro 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 superiores por un medio seleccionado del grupo que consiste en absorción con disolución alcalina, absorción con disolución reductora, lavado con agua, inyección de amoniaco, y conversión catalítica

Procedimiento para reducir el contenido de NO_x en corrientes de gas residual usando dióxido de cloro.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para reducir las concentraciones de NO_x en corrientes de gases residual. Más particularmente, la presente invención se refiere a la puesta en contacto de una corriente de gas residual que contiene NO_x con una cantidad eficaz de dióxido de cloro en condiciones tales que al menos una fracción de la especie de NO_x oxidable, presente en la corriente de gas residual, se oxida a óxidos de nitrógeno superiores.

Antecedentes de la invención

Las normas de emisión reguladoras cada vez más restrictivas de los gobiernos han conducido a las refinerías a explorar tecnologías mejoradas para reducir la concentración de óxidos de nitrógeno ("NO_x") en las emisiones procedentes de corrientes de gases residuales o de efluentes de combustión y de producción. Por ejemplo, la tecnología descrita en la patente de los Estados Unidos número 3.957.949, de Senjo et al., enseña un método para eliminar contaminantes poco solubles, tales como mercurio y NO, de las corrientes de gas residual mediante el uso de un agente oxidante que se libera de un compuesto, tal como clorito de sodio, que se inyecta a una corriente de reciclaje. También, la patente de los Estados Unidos número 6.294.139, de Vicard et al., describe un método para eliminar óxidos de nitrógeno de corrientes de gas residual oxidando óxido de nitrógeno con dióxido de cloro u ozono, y después poniendo en contacto el gas oxidado con clorito de sodio en una disolución acuosa. Además, se sabe en la técnica cómo reducir las concentraciones de NO_x en corrientes de efluentes de combustión mediante la inyección de amoníaco; véase la patente de los Estados Unidos número 3.900.554, de Lyon. Después de la patente de Lyon, hubo una proliferación de patentes y publicaciones que se referían a la inyección de amoníaco en corrientes de combustión, a fin de reducir la concentración de los NO_x. Tales patentes incluyen las patentes de los Estados Unidos números 4.507.269 y 4.115.515.

Incluso así, los efluentes liberados de las unidades de combustión y de las corrientes de producción, tales como el gas desprendido del regenerador de una unidad de craqueo catalítico fluidizado ("FCC"), siguen siendo una fuente de emisiones de NO_x de las refinerías. Muchas unidades del proceso de craqueo catalítico fluidizado incorporan lavadores de gases húmedos para eliminar los finos de catalizador agotados. Los lavadores con gas húmedo tienen el beneficio añadido de reducir las emisiones de NO₂. Mientras que el lavado es eficaz reduciendo las emisiones de NO₂, no es tan eficaz reduciendo las emisiones de NO. Puesto que la mayoría (típicamente 90%) del NO_x contenido en las corrientes de gas residual de la unidad de FCC es NO, existe la necesidad de un método para reducir las emisiones de NO de un gas residual (o "gas desprendido") de la unidad de FCC, a fin de obtener reducciones adicionales de las emisiones totales de NO_x.

Un enfoque para reducir las emisiones de NO implica oxidar las especies de NO_x menos oxidadas a óxidos de nitrógeno superiores. Sin embargo, los métodos convencionales implican productos químicos que requieren períodos de reacción prolongados, o crean problemas dentro de la unidad de procesamiento. Tales problemas incluyen, por ejemplo, la corrosión de materiales de construcción, problemas con el tratamiento del agua residual de las unidades, así como problemas relacionados con la eliminación de las especies de SO_x que están presentes típicamente. Por ejemplo, se sabe en la técnica cómo añadir clorito de sodio (NaClO₂) al licor del lavador con gas húmedo para oxidar las especies de NO_x a óxidos superiores tales como, por ejemplo, NO₂ y N₂O₅, que son solubles en agua y se pueden eliminar del sistema del proceso, típicamente como nitrato y nitrito, respectivamente.

Sin embargo, la adición de clorito de sodio al licor del lavador tiene desventajas. Por ejemplo, el clorito de sodio es un producto químico costoso, y se puede consumir mediante reacciones secundarias tales como la oxidación de las especies de SO_x a óxidos de azufre superiores (por ejemplo, SO₂ a SO₃). De este modo, debido a que el clorito de sodio no oxida selectivamente las especies de NO_x menos oxidadas a óxidos de nitrógeno superiores, los métodos convencionales requieren el uso de concentraciones relativamente elevadas de clorito de sodio en el licor del lavador para lograr la reducción deseada de las especies de NO_x oxidables. Estos niveles elevados de clorito de sodio conducen a niveles elevados de cloruro, que pueden provocar, entre otros problemas, la corrosión de los materiales de construcción de los lavadores.

De este modo, existe aún la necesidad en la técnica de un método económico y eficaz para reducir el nivel de las especies de NO_x de las corrientes de gas residual.

Sumario de la invención

Según la presente invención, se proporciona un procedimiento para reducir las concentraciones de NO_x en la corriente de gas residual, procedente de una unidad de proceso de craqueo catalítico fluidizado, corriente la cual contiene tanto compuestos de NO_x como de SO_x, procedimiento el cual comprende:

En una realización preferida, se usan boquillas de pulverización, integradas en un tambor separador del lavador con gas húmedo, para poner en contacto el dióxido de cloro con la corriente de gas residual.

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

Descripción detallada de la presente invención

Como se usan aquí, las expresiones NO_x, especies de NO_x, y óxidos de nitrógeno se refieren a los diversos óxidos de nitrógeno que pueden estar presentes en gases residuales de la combustión. De este modo, las expresiones se refieren a todos los diversos óxidos de nitrógeno, incluyendo, pero sin limitarse a, óxido nítrico (NO), dióxido de nitrógeno (NO₂), peróxido de nitrógeno (N₂O₄), pentóxido de nitrógeno (N₂O₅), y sus mezclas. También, la expresión "óxido de nitrógeno inferior" se refiere a óxidos de nitrógeno que todavía son oxidables a óxidos superiores. El óxido nítrico (NO) es el óxido de nitrógeno más preferido a oxidar, puesto que hasta el 90% en peso de los óxidos de nitrógeno en un gas residual de la unidad de FCC es NO. Por lo tanto, en una realización, el procedimiento actual se refiere a la reducción y control de NO.

Las expresiones gas de escape, gas húmedo, corriente del efluente de la combustión, corriente del efluente de gas residual de la combustión, gas residual, gas desprendido, y corriente de gas residual se usan algunas veces de forma intercambiable aquí. También, las expresiones lavador con gas húmedo, aparato lavador, y lavador se usan aquí algunas veces de forma intercambiable.

La presente invención proporciona un procedimiento eficazmente costoso para eliminar las especies de NO_x de las corrientes de gas residual. La oxidación de las especies de NO_x a óxidos superiores es una forma eficaz de eliminar las especies de NO_x de las corrientes de gases de escape, debido a que los óxidos de nitrógeno superiores, tales como, por ejemplo, NO₂...

1. Un procedimiento para reducir concentraciones de NO_x en la corriente de gas residual procedente de una unidad de proceso de craqueo catalítico fluidizado, corriente la cual contiene tanto especies de NO_x como de SO_x, que comprende:

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa a) anterior se lleva a cabo mediante un proceso de desulfuración en húmedo, tal como lavado con agua, lavado con álcalis, lavado con magnesia, lavado con amonio.

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa a) anterior se lleva a cabo mediante un proceso de desulfuración en seco usando un agente seleccionado de óxido de manganeso y carbón activado.

4. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que dicha especie de SO_x se elimina mediante lavado con gas húmedo.

5. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho dióxido de cloro se pone en contacto con dicha corriente de gas residual en un punto aguas abajo del lavador con gas húmedo de una unidad de combustión.

6. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho dióxido de cloro se pone en contacto con dicha corriente de gas residual en un tambor de separación asociado con una unidad de lavado con gas húmedo.

7. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho dióxido de cloro se pone en contacto con dicha corriente de gas residual en un tambor de separación de una unidad de lavado con gas húmedo a través de al menos una boquilla de pulverización.

8. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho dióxido de cloro se mezcla con agua antes de ponerlo en contacto con dicha corriente de gas residual.

9. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que al menos una fracción de dichos óxidos de nitrógeno superiores se elimina mediante un método seleccionado de absorción mediante disolución alcalina, absorción mediante disolución reductora, lavado, inyección de amoníaco, absorción con agua, y conversión catalítica.

10. El procedimiento según la reivindicación 9, en el que al menos una fracción de los óxidos de nitrógeno superiores se elimina mediante inyección de amoníaco, en el que el amoníaco se inyecta mezclado con hidrógeno.

11. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que se inyecta con dicho dióxido de cloro una cantidad de agua desionizada suficiente para absorber al menos una fracción de dichos óxidos superiores.

12. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que al menos una fracción de las especies de NO_x inicialmente presentes en dicha corriente de gas residual se elimina antes de dicha etapa a) de la reivindicación 1 anterior.