崔军娥;王云;杨军文;晏小平;刘丹
【摘 要】2016年新颁布 《国家危险废物名录》 将废FCC催化剂定性为危险废物,另外烟气脱硫废渣主要成分为废FCC催化剂,所以对废FCC催化剂及烟气脱硫废渣资源化利用的问题亟待解决.本文介绍了废FCC催化剂及烟气脱硫废渣的失活原因与危害,论述了现阶段国内外废FCC催化剂的主要处理技术和利用情况,主要包括物理分离法、 化学再生技术、 废水吸附剂、 精制润滑油和石蜡、 水泥辅料等,为未来废FCC催化剂的减量化、 无害化、 再生与资源化提供工业应用参考. 【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2017(045)014
【总页数】3页(P34-36)
【关键词】废FCC催化剂;处理技术;利用
【作 者】崔军娥;王云;杨军文;晏小平;刘丹
勒夫波【作者单位】岳阳长岭设备研究所有限公司, 湖南 岳阳 414012;中国石化催化剂有限公司长岭分公司, 湖南 岳阳 414012;岳阳长岭设备研究所有限公司, 湖南 岳阳 414012;中国石化有限公司长岭分公司水务作业部, 湖南 岳阳 414012;岳阳长岭设备研究所有限公司, 湖南 岳阳 414012
【正文语种】中 文
【中图分类】TE624.9+1
催化裂化是炼油工业中最重要的二次加工过程，催化裂化催化剂在全球销量大约350 kt/年，我国对催化裂化催化剂(FCC)需求量巨大，约占全球销量的20%[1-2]。对于催化裂化装置，废FCC催化剂由于在使用过程中失活后无法维持应有的活性和反应选择性，须定期卸出。废FCC催化剂失活主要原因：①结焦、积炭和机械磨损冲击；②原料油所含的金属离子镍(Ni)、铁(Fe)和钒(V)等会沉积在FCC催化剂表面，导致催化剂中毒而失活。由于磨损约有1/3催化裂化废催化剂粉末从FCC反应器和再生器跑损，并随烟气进入烟气脱硝除尘
元数据管理平台脱硫(SCR)系统，经除尘洗涤、废水处理等一系列工艺，含催化剂粉末的烟气最终形成脱硫废渣，因此烟气脱硫废渣主要成分是废FCC催化剂。
目前，针对废FCC催化剂的处理，国内外众多炼油厂和科研机构进行了大量研究工作，以期解决这一困扰炼油企业的难题，关于催化裂化废催化剂脱金属再生方法主要分为物理分离法(磁分离技术)和化学再生法，以及其它方面用途。 磁分离技术主要利用固体废弃物中杂质颗粒相互间磁性进行有效分离[3]，其原理：催化裂化废催化剂由于原料油中重金属离子沉积于表面，在外加强电场中，受强磁力的作用，磁矩取向得以平行而显示出磁性，废FCC催化剂表面重金属沉积越多，其磁感性就越强。国外，日本石油公司1987年在横滨炼油厂(规模3700桶/d)渣油催化裂化(FCC)装置上安装了连续式磁分离机，进行了两年的工业试验，运行效果良好[4]。国内磁分离技术开发起步较晚，但陆续进行了此方面的研究开发试用。我国首套大型稀土永磁催化裂化废催化剂分离工业装置由武汉新通创科技有限公司开发，且在中石化济南炼油厂试用成功，并于2002年12月正式投入工业生产，该系统日处理废FCC催化剂6～9 t[5]。2006年为发展循环经济，抚顺石化[6]开发公司引进了采用稀土永磁法催化剂磁分离技术，达到重复使用的技术标准。
采用磁分离技术回收废FCC催化剂中重金属工艺过程简单、无二次污染的问题，但该技术只是通过物理方法筛选出金属中毒较轻(低磁剂)的FCC催化剂，对于那些已经显著失活的FCC催化剂无法从根本上解决脱除重金属元素。
早在20世纪50 年代，国外对采用化学再生法处理废FCC催化剂就有研究与应用，典型代表公司有大西洋炼油公司、美国辛克莱炼油公司、环球油品公司和凯洛格公司，他们开发了两种脱金属工艺，DEMET过程和MET-X过程[7]。辛克莱炼油公司在伍德河炼厂建成一套10 t/a的DEMET装置。到20世纪60 年代，处理废FCC催化剂方法主要有高温氯化脱金属、高温硫化，再到后来将这些方法不断改进[8]。
国内针对镍污染较重、钒污染较轻的废FCC催化剂，大多数研究者将废FCC催化剂进行了脱镍处理，其试验流程主要为：焙烧-酸浸-水洗-活化-干燥。焙烧去催化剂表面上的积炭，恢复内孔；酸浸是去除Ni、V的重要步骤；水洗是将粘附在催化剂上的重金属可溶盐冲洗下来；活化是恢复催化剂的活性；干燥是去除水分。袁起明等[9]提出了废FCC催化剂气相活化脱镍技术，对酸洗条件、脱镍后催化剂的活性和稳定性进行了考察，得出该技术对脱除废流化催化裂化催化剂上的镍效果显著，脱镍率最高可达80%，脱镍后的催化剂微反活
性大幅度提高，并且稳定性较好。青岛惠城石化科技有限公司[10]采用无机—有机耦合配位技术对废FCC催化剂进行复活处理，脱出了部分V、Fe、Ca、Na等有毒金属，在使用性能上，复活平衡剂相当于70%～80%的新鲜剂，且采用该技术处理后的废催化剂经中国石油大庆石化分公司试用，效果良好。
废FCC催化剂主要由分子筛组成，具有多孔状结构，具有一定的吸附能力，因此国内外有研究废FCC催化剂可作为废水有毒有害物质或重金属离子吸附剂。国外Sanga等[11]将废FCC催化剂经过碱处理后用来吸附下水管道污水中的重金属离子和铵离子，废FCC催化剂能够促进固-液分离。国内也有相关报道，抚顺石油[12]用液化FCC废催化剂对炼厂生化后废水进行吸附和臭氧化处理，COD去除率达到41.1%。中南大学与中国石油化工股份有限公司[13]合作研究废FCC催化剂吸附苯酚废水，得出用废FCC催化剂残渣吸附苯酚溶液的吸附率(即苯酚的去除率)可达到88%左右。郑淑琴[14]采用酸洗的方法改性FCC废催化剂，得出废FCC催化剂对重金属离子均具有较强的吸附作用的结论，当温度25 ℃、固/液质量比1/500、pH值为5.0、吸附时间6 h时，改性的FCC废催化剂对Cu2+、Zn2+、Ni2+的吸附效果最佳。
集成搜索
废FCC催化剂作为废水吸附剂，吸附饱和之后的废催化剂仍属于固体危险废弃物，所以不能从根本上解决废FCC催化剂的出路。
手动甘蔗榨汁机废FCC催化剂的主要成分为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，具有比表面积大、吸附性能优良以及物理性质和白土相似的特点[15]。上海高桥石化[16]研究了废催化剂掺和白土生产润滑油和石蜡，并且进行了工业试生产，取得了一定经济效益，中国石油大庆石化分公司研究院对比了掺20%～30%废FCC催化剂与纯白土在炼油厂30 kt·a-1白土脱装置上的工业应用情况，说明该工艺可行、操作方便，同时从社会效益解决了环保难题。中国石油玉门油田分公司[17]对甘肃玉门油田废FCC催化剂惨入白土复配成复合吸附剂精制润滑油的工艺进行了实验室和工业化试验研究，得出：在FCC废催化剂精制润滑油过程中，可用一定量的废FCC催化剂代替部分白土，在精致效果基本相当的情况下，可减少白土使用量，提高产品收率，且油品不存在金属污染等问题。
废FCC催化剂代替白土精制润滑油和石蜡处于工业化试验甚至是实验室研究，均未有连续工业化应用。加工助剂acr
单人被废FCC催化剂催化裂化废催化剂中主要成分氧化铝、二氧化硅、三氧化二铁及少量稀土化
合物，其有效成分达到了90%以上，这与红砖、水泥生产的原辅料(高岭土、粘土、铝矾土、高铁吐、粉煤灰等)化学组成相似，并且废催化剂中铝含量优于粉煤灰、铝矾土矿。西班牙Zornoza等[18]用催化剂代替部分OPC砂浆，并分析其机械性能，取得了不错的结果。苏丹卡布斯大学学者[19]将阿曼orpic苏哈尔炼油厂废FCC催化剂用来代替建筑材料中的沙子和水泥，当替代高达20%，不会影响灌砂的抗压强度，并且砂浆的渗滤液重金属含量远远低于国际限值最小。
中国石化海南炼油化工有限公司修振东[20]介绍了该公司废FCC催化剂用做昌江华盛水泥有限公司水泥原料，考察了废催化剂替代水泥原料处理条件和原料的适应性分析及产品变化情况，包括废催化剂生产水泥产品对生料粉磨、烧成系统和熟料质量的影响，并进行了试验室小试和工业化试验，说明了少量掺炼废FCC催化剂做水泥原料方案可行，满足水泥生产需求，产品质量性能可靠，对土壤、地下水等不会造成影响。
水泥生产原辅料的主要成分与废FCC催化剂有效成分相似，可以替代水泥生产部分原料，且废催化剂水泥资源化利用已有工业化试验研究，所以FCC废催化剂作为原料掺入水泥中可行性较高。
炼油厂每年排出的大量废FCC催化剂含有大量重金属元素，如铁、镍、钒、稀土等，如果能将其先提取出来，剩余废渣进行固废的合理利用，这不仅可以使一些重要的战略资源得到二次回收利用，而且还产生巨大的经济效益。中石化兰州石化化工研究中心[21]将某石化公司FCC装置废平衡剂作为实验对象分离其中稀土元素(La或Ce)和铝元素，先用盐酸浸取废FCC催化剂，获得含有稀土元素和其他杂质的溶液，然后用草酸沉淀回收稀土元素，使沉淀废水与铝酸钙反应可制备出絮凝剂聚合氯化铝(PAC)，处理效果与市售PAC相近。中南大学何捍卫教授[22]用盐酸浸取后可得到含有稀土元素和非稀土杂质的氯化稀土溶液，再用P507(2-乙基己基膦酸单-2-乙基己基酯，HEH/EHP)从盐酸介质中萃取稀土的工艺方法，考察了萃取分离稀土的主要影响因素，但萃取效果不佳。冯其明等[23]采用钠化培烧法提取废催化剂中的氧化铝、镍、钒，试验结果表明，焙烧后废铝基催化剂中氧化铝的溶出率可达97%；镍、钴的浸出率可达98.2%和98.5%。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议