[發明專利]一種微波輔助再生FCC廢催化劑方法

在審

• 申請號: 201711147278.1
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN108160109A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 巨少華;黎氏瓊春;彭金輝;李熙騰;王奇;張利波;田時泓;周澳;朱艷芳
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J29/90
• 分類號: B01J29/90;B01J38/60;B01J38/64
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本發明涉及一種微波輔助再生FCC廢催化劑方法，屬于二次資源綜合回收利用技術領域。該方法首先將FCC廢催化劑，以濃度為0.1~0.8mol/L的氫氧化鈉溶液為溶劑，在微波輻射、50~100℃條件下堿浸10~60min脫除FCC廢催化劑中一部分的釩，得到浸出渣和含釩的浸出液。將堿浸后得到浸出渣，以濃度為1wt%~8wt%的鹽酸溶液為溶劑，在微波輻射、50~100℃條件下酸浸10~60min，得到富含稀土、鐵、釩、鎳的浸出液和具有晶格結構的硅鋁鹽分子篩的浸出渣，從而實現稀土元素的回收，鐵、釩、鎳金屬的脫除，而且最主要的是還能保留住分子篩的結構，可以用來制備新FCC催化劑。該方法具有處理工藝簡單，操作時間短，得到浸出渣中硅鋁鹽分子篩結構完整。

技術領域

本發明涉及一種微波輔助再生FCC廢催化劑方法，屬于二次資源綜合回收利用技術領域。

背景技術

催化裂化(FCC)是煉油企業由重質油料生產汽油、柴油、低碳烯烴等高價值產品的核心技術之一。FCC催化劑是石油冶煉過程中使用量最大的催化劑，目前我國FCC催化劑的使用量在15萬噸/年以上。隨著原油日益重質化和劣質化，原油在催化裂化過程中，原油中的金屬化合物會完全分解，并積留在FCC催化劑上。隨著FCC催化劑的不斷循環利用，FCC催化劑上沉積的金屬會逐漸增多，導致活性和重油轉化能力都下降，因此裂解工廠每日需要排放大量的廢催化劑，并補充等量的新催化劑。預計每年FCC廢催化劑的增加量約為5%，很快就會突破每年產生20萬噸的FCC廢催化劑。

首先，FCC廢催化劑由沸石（分子篩）構成，是以SiO₂和Al₂O₃為主要成分的，具有晶格結構的結晶硅鋁鹽，具有較大的比表面積和孔體積。FCC廢催化劑雖然失去了催化活性，但其內部結構并未遇到完全破壞，仍然有一定的利用價值。其次，我國稀土在石化催化領域中的消費量占稀土總消費量的10%以上。隨著資源的日益短缺，從石油化工催化劑廢料中回收有價稀土成分具有很好的社會和經濟效益。此外，廢FCC催化劑中一般含有較高比例的金屬，如釩、鎳、鐵、鈣等。這些金屬含量高、中毒嚴重的廢FCC催化劑一般很難再生，并被作為固體廢棄物進行填埋，這樣不僅會浪費大量的資源，且會對人類的生存環境構成嚴重威脅。因此，如何有效處理這類FCC廢催化劑對石油化工行業起到了極大重要作用。

中國專利CN201310290526.3 公開一種從廢FCC催化劑采用鹽酸浸出-鹽酸氯化-萃取-選擇性沉淀等步驟回收Ni，其Ni回收率可達72.7%。中國專利CN 201310290760.6 公開一種從廢FCC催化劑采用鹽酸萃取-鹽酸酸化-萃取-離子交換法回收釩，該方法得到V₂O₅的產品純度高，達到97%。中國專利CN201610920734.0公開一種將廢FCC催化劑與氯化劑、還原劑和造渣劑混合均勻后在1250~1700℃在熔煉爐中進行氯化30~300min，將得到含有鎳、釩氯化物的煙氣融入煙氣洗滌系統進行鎳釩分離，從而實現了鎳釩的回收。中國專利CN201610921636.9公開一種將廢FCC催化劑在高溫下熔煉制備鎳釩鐵熔體，然后澆鑄成鎳釩鐵錠來回收鋁鐵鎳。中國專利CN 201110352617.6公開了一種從含釩鎳的廢FCC/ROC 觸媒中回收稀土、釩、鎳的方法。將廢催化劑，在1~5mol 硫酸溶液中在90~95℃下酸浸1~4小時后，將含鋁、釩、鎳的稀土浸出液進行復鹽沉淀反應后得到稀土復鹽濾餅和含鋁、釩、鎳貴液。本發明稀土提取率為88~91%；V、Ni回收率為95％以上。可見，這些方法流程復雜、操作時間長、能耗高、而且大量濃酸的使用導致催化劑里原有的沸石結構完全被破壞，不能再重復利用。根據中國專利CN1686813和實驗研究，分子篩廢料中的鋁元素活性高，直接采用大量濃酸浸出時，稀土和鋁將共同溶解，不僅消耗大量的浸出用酸，還完全破壞分子篩原有的結構。

發明內容