[發(fā)明專(zhuān)利]以廢FCC催化劑為載體的沸騰床加氫催化劑制備工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710461382.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107159215A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田原宇;喬英云
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/755
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/755;C10G45/06;C10G45/16;C10G45/20
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供以廢FCC催化劑為載體的沸騰床加氫催化劑制備工藝，屬于煤化工和環(huán)保固廢處理領(lǐng)域。

2.背景技術(shù)

將生物油、煤焦油或石油進(jìn)行催化加氫精制或裂化是目前提高油品品質(zhì)和附加值的常用方法之一，主要工藝有常規(guī)氣相循環(huán)加氫工藝和液相循環(huán)加氫工藝。

作為最常用的常規(guī)固定床氣相循環(huán)加氫工藝，為了控制催化劑床層的反應(yīng)溫度和避免催化劑積炭失活，通常采用較大的氫油體積比，反應(yīng)后富余氫氣經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)增壓并與新氫混合后繼續(xù)作為反應(yīng)的氫氣進(jìn)料。工藝流程是原料油與氫氣混合后，送入加熱爐加熱到規(guī)定溫度，再進(jìn)入裝有顆粒狀催化劑的固定床反應(yīng)器中。反應(yīng)完成后，氫氣在高壓和低壓分離器中分出，并經(jīng)壓縮機(jī)循環(huán)使用。循環(huán)氫壓縮機(jī)的投資占整套加氫裝置建設(shè)投資的比例較高，氫氣升、降溫?fù)Q熱系統(tǒng)能耗較大，工藝流程復(fù)雜、高壓設(shè)備多，造成加氫裝置投資高。

目前正在推廣的油品液相固定床加氫工藝是利用液體高溫高壓溶氫特性，通過(guò)液體大量循環(huán)攜帶氫氣實(shí)現(xiàn)高效加氫反應(yīng)，避免使用氫氣循環(huán)壓縮機(jī)以及反應(yīng)后液體和氫氣的高壓分離器，簡(jiǎn)化了工藝流程，高壓設(shè)備數(shù)量減少70％以上，大幅度降低了加氫能耗和投資，是目前柴油油品加氫工藝技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。工藝過(guò)程通過(guò)在反應(yīng)器外設(shè)置液體循環(huán)泵和氫氣溶解混合器，強(qiáng)制液體物料循環(huán)和攜氫，大大增加氫氣和液體物料在氫氣溶解混合器內(nèi)的混合溶解速度和程度，大幅度提高加氫效率、避免了氫氣循環(huán)和使用高能耗的氫氣循環(huán)壓縮機(jī)，但這要求循環(huán)泵要承受高溫、高壓、氣-液-固三相物料和氫蝕等苛刻條件，循環(huán)泵的價(jià)格昂貴且長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)較大，成為制約油品液相加氫技術(shù)應(yīng)用和推廣的瓶頸。

沸騰床和漿態(tài)床加氫工藝能夠通過(guò)粉末催化劑大幅度提高反應(yīng)催化劑接觸面積，滿足接近等溫操作，反應(yīng)效率高、目的產(chǎn)品收率高，整套裝置高壓設(shè)備相對(duì)較少和熱量損失小的工藝要求，但低成本高效合成制備抗磨損的流態(tài)化加氫催化劑成為了沸騰床和漿態(tài)床油品加氫工藝的瓶頸和熱點(diǎn)。

廢FCC催化劑作為煉化企業(yè)的危險(xiǎn)固廢，繼續(xù)尋找有效的綜合利用和處理技術(shù)以解催化裂化工藝的燃眉之急。然而廢FCC催化劑具有較高的比表面積和較好的流化耐磨強(qiáng)度，致其失活廢棄的主要重金屬為鎳、鐵、釩、鈣、鎂等，但這些重金屬卻是加氫催化劑的有效活性組分，如何有效預(yù)處理廢FCC催化劑作為流態(tài)化加氫催化劑，提高性能、降低成本，將是提高沸騰床和漿態(tài)床加氫工藝競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在，也是廢FCC催化劑高附加值綜合利用的有效途徑。

3.發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有沸騰床加氫催化劑制備技術(shù)存在的不足而提供以廢FCC催化劑為載體的沸騰床加氫催化劑制備工藝，通過(guò)對(duì)廢FCC催化劑篩分除雜預(yù)處理，選擇適合沸騰床的催化劑載體，同時(shí)充分利用FCC催化劑的耐磨性和流化性能，為沸騰床和漿態(tài)床油品加氫工藝提供低成本高效抗磨損的適宜催化劑。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

本發(fā)明的特征是將催化裂化裝置的廢棄FCC催化劑篩分除雜后，對(duì)于10μm-180μm的FCC催化劑利用加氫活性組分和助劑組分溶液進(jìn)行浸漬，然后干燥、焙燒分解除碳，得到適合沸騰床加氫的粉體催化劑。

加氫活性組分和助劑組分溶液浸漬為流化床等體積噴淋浸漬、反應(yīng)釜溶液等體積飽和浸漬或溶液分次飽和浸漬。

加氫活性組分為鎳、鐵、鈷、鉬、鎢可溶鹽中的一種或多種混合物，活性組分中金屬與載體的比值為1:4-20。

加氫助劑組分為Cu、Mg、Zr的可溶鹽中的一種或多種混合物，助劑組分中金屬與載體的比值為0.1-5:100。

加氫活性組分溶液和加氫助劑組分溶液可以混合在一起浸漬在甲烷化催化劑載體上，也可以分別浸漬在甲烷化催化劑載體上。

浸漬后加氫催化劑的焙燒溫度為300--800℃。

本發(fā)明將實(shí)施例來(lái)詳細(xì)敘述本發(fā)明的特點(diǎn)。

5.具體實(shí)施方式

實(shí)施例，將催化裂化裝置的廢棄FCC催化劑通過(guò)振動(dòng)篩除去小于10微米催化劑細(xì)粉和180μm的雜質(zhì)顆粒，對(duì)于10μm-180μm的FCC催化劑利用硝酸鎳和硝酸銅溶液混合在一起通過(guò)流化床等體積噴淋浸漬，鎳與載體比值為20；100，銅與載體比值為2：100；浸漬后利用旋轉(zhuǎn)窯焙燒爐在500℃下干燥、焙燒分解除碳，得到適合沸騰床加氫的粉體催化劑。

沸騰床加氫催化劑在350℃、2.8MPa下加氫脫硫率為90％，脫氮率為85％；廢FCC催化劑利用率為95％。

本發(fā)明所提供的以廢FCC催化劑為載體的沸騰床加氫催化劑制備工藝，通過(guò)對(duì)廢FCC催化劑篩分除雜預(yù)處理，選擇適合沸騰床的催化劑載體，同時(shí)充分利用FCC催化劑的耐磨性和流化性能，為沸騰床和漿態(tài)床油品加氫工藝提供低成本高效抗磨損的適宜催化劑，催化劑耐磨指數(shù)小于0.3％，耐溫最高可達(dá)850℃。