FCC废催化剂中金属分布规律及赋存状态研究进展

FCC催化剂是当前用量最大的炼油催化剂,FCC废催化剂的综合处理和资源化利用必然会取代现有的填埋处理方式。综述近年来国内外关于FCC废催化剂中污染金属的分布规律及存在形态方面的研究进展。对于FCC废催化剂的处理和利用,明确污染金属分布状态和物质存在形式将有利于处理方案的选择与制定。在各种污染金属元素中,Ni是FCC废催化剂中最为关键的一种污染金属,对于Ni是以何种化合物形式存在,仍有待进一步的研究。     

FCC废催化剂金属形态特征及其生态风险评价

旨在评价不同炼化装置FCC废催化剂的金属含量、赋存形态特征及生态风险。本文采集了5种不同炼化厂的FCC废催化剂,分别测定了每种废催化剂Fe、Al、Ni、V、Sb和Co等6种金属的总含量和4种赋存形态含量,采用风险评价编码指数（RAC）、原生相与次生相比值（RSP）及结合强度系数（I_R）评价了5种FCC废催化剂各类金属的潜在生态风险。结果表明,不同废催化剂样品间的金属总含量差别较大,受试样品中金属总含量均未达到《危险废物鉴别标准》的限值,且除部分废催化剂的金属V和Sb外,其他金属含量指标均可达到二类建设用地的土壤环境质量标准;5种FCC废催化剂中各类金属的4种赋存形态中,可还原态在金属V中的占比最高,其他金属均以残渣态为主要成分;5种FCC废催化剂中金属V的RSP值较高,I_R值较低,具有较高的潜在生态风险,其他5种金属的潜在生态风险低。     

废FCC催化剂在LPG吸附脱硫中的资源化利用

金属污染是导致流化催化裂化（FCC）催化剂失活的重要因素,充分利用沉积的重金属是废FCC催化剂资源化的关键。本文将废FCC催化剂引入到轻质油品吸附脱硫领域,以脱除液化石油气（LPG）中的二甲基二硫醚作为考核目标,验证了废FCC催化剂作为脱硫剂的可行性。除去废FCC催化剂表面积炭后,其脱硫性能得到明显改善,在常温、质量空速为4.0h^-1的条件下,LPG中硫化物质量分数从382mg/m³脱除至40mg/m³。镧、铁、镍、钒、钙、锑6种金属在新鲜催化剂和焙烧后废催化剂上的总质量分数从10.2%升高至46.6%,6种金属按照对应含量分别固载在新鲜催化剂上,脱硫效果较未改性新鲜催化剂均有明显提升。验证实验表明,导致FCC催化剂失活的金属具有较高脱硫活性,废FCC催化剂作为轻质油品脱硫剂具备工业前景。     

危险废物利用与处置在催化裂化催化剂制备过程中的应用研究

为了减少危险废物处理成本,提高处理效率,研究分析在催化裂化催化剂制备过程中产生的FCC废催化剂,利用高温熔融法对其资源化利用与处置。结果表明,高温熔融法处理技术对废催化剂上的重金属Ni、V具有一定的固化作用,对废催化剂实现资源化利用,以此减少环境污染,对危险废物的处理成本有所降低。经过深入研究和技术创新,为实现危险废物减量化、资源化和无害化的目标提供有力支持。     

FCC废催化剂综合利用研究

对目前国内外FCC废催化剂再生利用及化学方法回收稀土La、Ce进行了比较研究,认为FCC废催化剂磁分离技术和化学分离技术并没有完全解决催化剂二次利用,建议加强FCC废催化剂直接用作水泥填料和制作稀土陶器的填料的研究,直接解决FCC废催化剂对环境的污染。     

废FCC催化剂协同臭氧催化氧化处理石化污水

随着石油化工行业的发展,石化企业每年都要排放大量石化污水,这些污水含有大量难降解有机物及其他有害物质,不仅污染环境,还会危及人类的健康。臭氧催化氧化技术能有效地降解污水中的难降解有机物,但存在催化剂制备成本高、活性组分易流失等缺陷。同时,炼厂固废的产生量也在逐年增加,如何科学有效的对这些固废进行综合利用成为了石化行业的"老大难"课题。因此,以炼厂固废处理石化污水的"以废治废"的技术应运而生,其中,废FCC催化剂(sFCCc)中含有高价态的V(V4+、V5+)、Ni(Ni2+)、Fe(Fe2+、Fe3+)等金属氧化物,以废FCC催化剂协同臭氧催化氧化(sFCCc-O)处理污水有巨大的潜力。     

催化裂化金属钝化剂研究进展

重油中钒(V)、镍(Ni)在FCC过程中会沉积在催化剂上,导致催化剂失活。金属钝化剂是降低钒、镍对FCC催化剂污染的有效方法。主要分为单一和复合多功能两大类。文中介绍了重金属钒、镍对催化剂污染机理,综述了各种钝化剂研究进展及工业应用状况,为我们开发新型金属钝化剂奠定一定基础,指出无毒、高效、水溶性复合多功能金属钝化剂是今后的主要发展方向。     

重油催化裂化的金属钝化剂

重油中所含的金属Ni、V、Na在流化催化裂化 (FCC)过程中 ,会污染催化剂 ,导致催化剂失活。本文综述了国内外金属钝化剂的研究进展 ,提出研制无毒、高效以及多功能的金属钝化剂是今后发展的方向。     

催化裂化废催化剂再利用的途径

介绍了流化催化裂化(FCC)废催化剂用于回收金属、作为原料合成分子筛和水泥、吸附有害物质、降解废塑料等几种再利用的途径。将FCC废催化剂作为二次资源,加以回收利用,不仅可以减轻环境污染,还可以充分利用资源,生产高附加值产品,带来经济效益,从根本上解决FCC废催化剂的处置问题。     

废FCC催化剂及烟气脱硫废渣的处理研究进展及应用

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。     

化工废催化剂污染特征及资源化途径

全世界化工行业每年会置换出大量的废催化剂,如处置不当,不仅污染环境,而且浪费了资源。本文对化工行业废催化剂的现状进行了初步调查分析,综述了其来源、类别及特点。基于废催化剂中有价金属的含量远远高于矿藏中所含有的相应组分的特点,建议将其作为二次资源进行利用;分析了化工废催化剂潜在的环境风险并提出了开展环境风险评价的流程,建议建立废催化剂环境风险信息数据库;概括论述了废催化剂减量化、资源化、无害化等的控制手段及存在的问题。文中提出：对于化工废催化剂的处理处置应从清洁生产的角度考虑,不局限于单纯的末端污染控制;建议开展废催化剂减量化、资源化及无害化处理的绿色新技术,达到减少污染、资源综合回收利用的目的。     

废FCC催化剂的形态、成分分析及环境风险评价

为了解中国废FCC催化剂的形态、成分以及其中重金属的潜在危害,以2个炼油厂的3种废FCC催化剂为研究对象,分析了其形态特征和元素组成,并对其做了环境风险评价。结果表明,较新鲜催化剂,废FCC催化剂形态特征以及元素组成均发生了变化,XRD谱图呈无定型态,比表面积明显减小,组分中新增了Ni、Cu、Zn、Pb、V、Ba、As等重金属,其中Ni含量达到10-3级。环境风险评价表明,废FCC催化剂试样不属于危险固体废弃物,但是若对其进行直接填埋,其中的Ni、Zn、Ba、As等重金属会对环境造成一定的风险。     

金属污染的裂化催化剂失活动力学及平衡催化剂活性模型

在确定呈指数形式的平衡催化剂年龄概率密度函数的基础上,考虑催化剂存在活性强度分布,提出金属污染呈现均匀和非均匀两种污染机制。经催化剂失活动力学方程推导,确定了呈两种金属污染机制的V,Ni,Fe和Na金属沉积量影响的平衡裂化催化剂活性或微反活性模型方程。用工业平衡催化剂活性数据进行模型参数估值,确定了金属污染的催化剂失活模型参数。研究结果表明,呈非均匀金属污染的平衡催化剂活性模型具有较高模拟计算精度,沉积金属先污染强活性中心,后污染弱活性中心。V沉积对催化剂活性的影响最大,其次是Ni和Fe,Na的影响最小。模型预测结果显示,平衡催化剂活性或微反活性随着V,Ni和Fe沉积量增加显著降低,随着Na沉积量增加有所降低。     

水泥窑协同处置废FCC催化剂的生产实践

研究了水泥窑协同处置废FCC催化剂对窑运行工况及水泥熟料质量的影响,开展了废FCC催化剂特性分析、重金属浸出率及配伍方案分析试验,介绍了生产实践中协同处置废FCC催化剂的不足以及废FCC催化剂对窑尾烟气排放、生产区域水质、熟料质量等方面的影响。研究结果表明,利用水泥窑协同处置废FCC催化剂时,需提前做好配伍计算、强化过程质量控制;废FCC催化剂应与水泥原料配比充分融合。对于氧化铝含量约35%、氧化硅含量约33%的废FCC催化剂,处置量宜<1.6t/h。     

炼油废催化剂生物淋滤脱金属研究进展

绿色低能耗的炼油废催化剂生物淋滤技术已受到广泛关注。本文从炼油废催化剂金属含量及赋存特征、生物淋滤微生物种类、金属浸取效率、生物淋滤过程影响因素和淋滤动力学等角度综述了相关研究成果,并对研究现状和发展前景进行了简要分析。硫酸杆菌、黑曲霉菌、简青霉菌是最常见的废催化剂生物淋滤菌种;生物淋滤作用下加氢废催化剂金属浸取效率较高,流化催化裂化（FCC）废催化剂的金属较难浸取;温度、固液比、废催化剂粒径是影响炼油废催化剂生物淋滤过程的主要因素;化学反应动力学和膜扩散动力学是研究中广泛应用的动力学模型。目前关于生物淋滤处理炼油废催化剂金属的研究仍处于实验室研究阶段,尚未开展小试、中试或工业化应用的相关研究。     

FCC复活催化剂性能评价研究

采用前期控制性浸出废FCC催化剂复活结构研究中的工艺条件及参数,所制备的复活催化剂中Ni的质量分数为2 800μg/g,V为1 000μg/g,Fe为1 600μg/g;金属Ni的脱出率为37.8%,V为72.2%;Fe为87.1%。复活催化剂的比表面积、微孔、介孔体积提高了1倍左右,接近新鲜催化剂的比表面积和孔体积。复活催化剂的催化性能在重油微反装置上进行了测试,与废催化剂比较微反活性提高了6.46%,轻油的收率提高了13.93%,重油降低了5.55%,产品分布良好。不足之处是焦炭量略有升高。     

废催化剂的处理与利用的探讨

介绍了国内外加氢废催化剂的回收处理和利用的技术。主要为:再生利用;填埋;催化剂的回收;水泥原料。此外探讨加氢催化剂中活性金属回收提取过程中的路线和一些方法,使活性金属能够重复利用,减少对环境的污染。     

废FCC催化剂吸附双酚A水溶液的研究

利用酸处理后的废FCC催化剂吸附水溶液中的双酚A(BPA),考察了不同条件下废FCC催化剂对BPA的吸附效果。结果表明,废FCC催化剂具有较大的比表面积和孔结构,298 K时0. 2 g废FCC催化剂吸附40 mg/L的BPA,吸附率可达97%,平衡吸附量9. 7 mg/g。废FCC催化剂对BPA的吸附符合Langmuir等温吸附模型,且吸附过程可以用准二级动力学方程描述。多次的解吸与再生实验表明,废FCC催化剂具有良好的再生性能,可以重复使用。     

废FCC催化剂吸附双酚A水溶液的研究

利用酸处理后的废FCC催化剂吸附水溶液中的双酚A(BPA),考察了不同条件下废FCC催化剂对BPA的吸附效果。结果表明,废FCC催化剂具有较大的比表面积和孔结构,298 K时0. 2 g废FCC催化剂吸附40 mg/L的BPA,吸附率可达97%,平衡吸附量9. 7 mg/g。废FCC催化剂对BPA的吸附符合Langmuir等温吸附模型,且吸附过程可以用准二级动力学方程描述。多次的解吸与再生实验表明,废FCC催化剂具有良好的再生性能,可以重复使用。     

酸改性流化催化裂化废触媒催化松香裂解反应性能

采用浸渍法制备了硫酸改性FCC废触媒负载型催化剂,以松香裂解为探针反应进行催化性能研究,利用XRD、IR、SEM和BET对催化剂物理化学性质进行了表征。结果表明,FCC废触媒表面积炭和金属堆积严重,经活化和酸改性后,催化剂保留了Y型分子筛骨架结构,其表面片层剥离现象明显,孔道结构改善,比表面积与孔体积分别由88.048m2·g-1、0.113 cm3·g-1增加至149.528 m2·g-1、0.153 cm3·g-1,FT-IR谱显示氢键吸收峰明显增强形成了Al-O-H酸中心;FCC废触媒改性的焙烧温度、液/固质量比、硫酸浓度和烘干温度影响催化剂积炭、金属杂质的清除和活性中心的形成,导致催化剂性能不同;松香裂解的适宜反应条件是催化剂用量为12%,反应温度为543 K,反应时间为1.5 h,反应后松香酸值由169.50 mgKOH·g-1降为3.90 mgKOH·g-1,酸改性FCC废触媒对松香裂解反应显示出良好的催化活性。