Методы очистки отработанных катализаторов «Daily Sharing 4.29»

Thread Content

Отходы нефтехимических катализаторов часто содержат некоторые токсичные компоненты, в основном тяжелые металлы и летучие органические соединения, которые представляют большую экологическую опасность. Особенно важно относиться к ним безвредно. Кроме того, катализаторы из отходов нефтехимии содержат относительно высокие содержания драгоценных металлов или других ценных металлов, некоторые из которых даже намного превышают содержание соответствующих компонентов в некоторых бедных рудах. Металлы имеют высокое качество и могут быть переработаны в качестве вторичного сырья. Комплексное использование отходов нефтехимических катализаторов может не только улучшить использование ресурсов, но и избежать экологических проблем, вызванных отходами катализаторов, и добиться устойчивого развития. 1. Сколько отходов катализатора? По имеющимся данным, ежегодно в мире производится от 500 000 до 700 000 тонн отходов катализаторов, большую часть из которых составляют катализаторы переработки отходов. Поскольку продажи катализаторов переработки в моей стране растут из года в год, производство катализаторов переработки отходов также увеличивается из года в год. Если с катализаторами переработки отходов не будет осуществляться научный подход, их токсичные и вредные компоненты будут загрязнять окружающую среду и подвергать опасности здоровье человека, а также будут потеряны некоторые ресурсы драгоценных металлов. Поэтому эффективная обработка и утилизация отходов катализаторов переработки стала очень важной проблемой. В настоящее время использование катализаторов FCC занимает большую долю рынка, составляя примерно 68,9% от общего использования катализаторов нефтепереработки. ； Доли катализаторов гидроочистки, гидрокрекинга и каталитического риформинга составляют 9,4%, 6,2% и 3,3% соответственно. ； Доля других типов катализаторов нефтепереработки составляет примерно 12,2%. В 2015 году потребление нефти в моей стране достигло 585 миллионов тонн (оценочная стоимость), а производство катализаторов переработки отходов также достигло 207 000 тонн (оценочная стоимость). 2. Основные компоненты и содержание. Основные компоненты и состав ряда свежих катализаторов каталитического крекинга, гидроочистки, гидрокрекинга и каталитического риформинга представлены в таблице 2. Из-за необходимости обеспечения реакционной способности катализатора некоторые свежие катализаторы сами по себе содержат токсичные и вредные компоненты. Например, катализаторы гидроочистки и гидрокрекинга содержат NiO, который является канцерогеном. В процессе переработки некоторые токсичные и вредные компоненты сырой нефти попадают в катализатор. Основные компоненты и содержание катализаторов переработки отходов показаны в Таблицах 3~4. Как видно из таблицы 3, тяжелые металлы, такие как Ni, V и Fe, могут осаждаться на поверхности отработанных катализаторов FCC, а также небольшие количества Na, Mg, P, Ca, As, Cu и других элементов также могут осаждаться на отработанных катализаторах. Кроме того, для ингибирования активности тяжелых металлов, отложившихся на катализаторе, в систему обычно добавляют определенное количество пассиватора, причем пассиватор содержит Sb, который также является токсичным веществом. Такие металлы, как Ni и V, будут откладываться на отработанном катализаторе гидроочистки. В зависимости от сырья на катализаторе также будут откладываться примеси, такие как As, Fe, Ca, Na и глина, снижая его активность или даже дезактивируя его. Поскольку процесс каталитического риформинга предъявляет строгие требования к сырью, в отработанном катализаторе очень мало токсичных и вредных компонентов. Поверхность отработанного катализатора представляет собой преимущественно углеродистые отложения. Из-за длительного времени работы устройства сера, азот, металлы и т.д., находящиеся в сырой нефти, также будут накапливаться на поверхности катализатора. 2. Опасности катализаторов переработки отходов. Катализаторы переработки отходов могут содержать множество токсичных и вредных компонентов, таких как NiO. При массовой доле более 0,1% отходы катализатора относят к опасным твердым отходам. ； Другой пример – V, Sb, Ti и др., если их массовая доля превышает 3%, отработанный катализатор также относится к опасным твердым отходам. Если катализаторы переработки отходов складируются на открытом воздухе в течение длительного времени, то не только будет занято большое количество земельных ресурсов, но токсичные и вредные компоненты также попадут в водоем и почву с эрозией дождевой воды, нанося вред водоемам и почве, растительности и организмам, а также ставя под угрозу здоровье человека по пищевой цепи. Кроме того, размер частиц отработанного катализатора FCC очень мал и легко может вдыхаться, что ставит под угрозу здоровье человека. 3. При обработке отработанных катализаторов обычно используются некоторые методы регенерации отработанных катализаторов нефтепереработки. Если регенерированный катализатор не может достичь активности, необходимой для реакции, для его обработки и использования будут использоваться разные методы в зависимости от его различных компонентов. 3.1 Регенерация и использование Регенерация катализатора гидрирования является одним из основных способов повторного использования ресурсов катализатора гидрирования, а стоимость регенерации катализатора невелика. С экономической точки зрения это недорогой метод переработки отработанного катализатора. Регенерация катализатора делится на два метода регенерации: внутри устройства и снаружи устройства. Для регенерации внутри устройства для регенерации кокса в реакционном устройстве в основном используется водяной пар и воздух или азот и воздух. Это может предотвратить причинение вреда людям некоторыми ядовитыми веществами, образующимися при выгрузке катализатора. Однако регенерация внутри устройства имеет такие проблемы, как коррозия устройства, локальный перегрев, длительное время нагрева и низкая тревожность. Выездная регенерация заключается в выгрузке дезактивированного катализатора из реактора и отправке его на установку регенерации для регенерации. Внешняя регенерация может удовлетворить требования точного контроля условий регенерации, короткого времени простоя устройства и высокой скорости удаления кокса. Сегодня от 90% до 95% регенерированных катализаторов в США и Европе перерабатываются путем внеинструментальной регенерации. Около 90% регенерированных катализаторов в мире представляют собой катализаторы гидрирования. Большинство установок гидроочистки, построенных после 1996 года за рубежом, уже не включают в себя средства регенерации. CRI, Eurecat и Tticat — крупнейшие зарубежные компании по внешней регенерации катализаторов. Регенерация внеинструментального оборудования в основном осуществляется двумя компаниями: Zibo Hengji Chemical Co., Ltd. и Sinopec Hunan Changwang Chemical Co., Ltd. Метод регенерации катализатора не может обеспечить полное соответствие катализатора техническим характеристикам свежего катализатора, а пригодность катализатора для регенерации зависит от примесей, отложившихся на катализаторе. 3.2. Захоронение отходов катализатора является более простым методом. Захоронение дезактивированного катализатора на специальной свалке также является традиционным методом утилизации в истории. Отработанные катализаторы гидрирования, потерявшие свою активность, также могут быть выброшены на свалку при соблюдении безвредных стандартов. В зарубежных странах отходы катализаторов должны соответствовать определенным стандартам, прежде чем их можно будет выбросить на свалку. В Соединенных Штатах законы об охране окружающей среды имеют строгие ограничения на захоронение отработанных катализаторов. Прежде чем выбрасывать отходы катализатора на свалку, токсичные вещества должны быть преобразованы в нетоксичные вещества. Поэтому в США отходы катализаторов нельзя выбрасывать случайно без разрешения соответствующих ведомств. Даже если отходы катализаторов выбрасываются на свалку, необходимо платить значительную сумму соответствующих налогов и сборов. Он также возлагает юридическую ответственность на владельца утвержденной свалки отходов, а владелец отходов, вывозимых на свалку, также несет юридическую ответственность. Мы должны нести ответственность за окружающую среду свалки на всю жизнь, и мы должны следить за окружающей средой и грунтовыми водами в режиме реального времени. Поэтому захоронение отработанных катализаторов становится все более дорогостоящим. даже в некоторых * * Отработанные катализаторы, содержащие более определенного количества загрязняющих веществ, запрещено вывозить на свалку. Внутренние экологические проблемы также привлекают все больше внимания. Захоронение сначала должно быть одобрено департаментом земельных ресурсов и управления окружающей средой, а затем должно быть оценено и одобрено авторитетным департаментом, чтобы подтвердить, что захоронение отходов катализатора безвредно для земли и окружающей среды. Только тогда его можно будет утвердить и выбросить на свалку определенным образом. Однако с развитием общества утилизировать отработанные катализаторы на свалках будет все сложнее и дороже. 3.3 Цементное сырье Цемент в основном состоит из песка и минералов, в основном содержащих оксиды кремния, алюминия и кальция. Основными компонентами катализатора крекинга являются SiO2 и Al2O3, которых также относительно много, а доля других компонентов очень мала. После обработки он практически нетоксичен и не загрязняет окружающую среду. Особенно после высокотемпературного обжига образуется многоэлементный неорганический композит, который нелегко разлагается и не выделяет в осадок токсичных веществ. Таким образом, его можно использовать в качестве частичного заменителя цемента без защиты окружающей среды и других проблем безопасности. В США цементные печи ежегодно перерабатывают около 60 000 тонн отработанного катализатора. Отечественный цементный завод, входящий в состав Maoming Refining and Chemical Co., Ltd., также опробовал эту технологию. Цементные заводы очень большие и требуют большого количества сырья. Хотя определенное количество отработанного катализатора крекинга имеется. Однако спрос на цементные заводы все еще очень мал и не может удовлетворить непрерывные поставки сырья. Более того, цементные заводы работают непрерывно и не могут часто менять рецептуру, поэтому применение отработанных катализаторов на цементных заводах также ограничено. 4. Восстановление катализатора 4.1 Сухой метод обычно нагревает и плавит отработанный катализатор вместе с восстановителем и флюсом в высокотемпературной нагревательной печи, так что активные металлические компоненты в отработанном катализаторе восстанавливаются и плавятся в форму металла или сплава для переработки, а затем используются в качестве сырья для легирования или легированной стали. Носитель в отработанном катализаторе вместе с флюсом образует шлак и выбрасывается. Сухие методы обычно включают: Метод окислительного обжига, метод сублимации и метод улетучивания хлоридов. Поскольку в этом методе не используется вода, его обычно называют сухим методом. Катализаторы, такие как CoO-MoO3/Al2O3, NiOMoO3/Al2O3 и W-Ni, могут быть переработаны этим методом. 4.2 В мокром методе для растворения основных металлических компонентов отработанного катализатора используется сильная кислота или сильная щелочь или другие растворители. ； Раствор, содержащий основные металлы, фильтруют для разделения жидкости и твердого вещества. После разделения могут быть получены труднорастворимые в воде сульфиды солей или гидроксиды металлов. ； После сушки он далее перерабатывается в наиболее желаемые продукты по мере необходимости. При обработке отходов катализатора мокрым способом носитель в основном существует в виде нерастворимого остатка. Без соответствующих методов очистки эти большие количества твердых нерастворимых остатков станут причиной вторичного загрязнения окружающей среды. Если твердый нерастворимый остаток все еще содержит активные металлические компоненты отработанного катализатора, остаток можно также восстановить сухим методом. Отработанные катализаторы гидрирования обычно можно перерабатывать мокрыми методами. Сначала инактивированные отработанные катализаторы гидрирования обезжиривают путем экстракции или сухой перегонки, а затем растворяют активные металлические компоненты в основных отработанных катализаторах гидрирования. Затем различные компоненты активных металлов, содержащиеся в выщелачивающем растворе, разделяют и экстрагируют методами экстракции и обратной экстракции или адсорбции анионами и катионообменными смолами. 4.3 Метод сухо-влажного сочетания Когда отработанный катализатор гидрирования содержит два или более активных металлических компонента, для достижения этой цели чаще всего используется метод сухо-мокрого сочетания. Однако трудно достичь цели очистки, используя только сухие или влажные методы переработки, и в то же время будет образовываться большое количество остатков или отработанной жидкости. Комбинированный сухой и мокрый метод широко используется в процессе переработки отработанных катализаторов гидрирования. нравиться: Большинство методов извлечения молибдена из катализаторов гидроочистки включают прокаливание, а затем пропитку жидкостью для растворения молибдена в растворе и последующего его отделения. 4.4 Неразделительный метод. Этот метод не отделяет активные металлические компоненты отработанного катализатора от носителя и не требует разделения двух или более активных металлических компонентов. Это метод прямой утилизации и переработки отработанных катализаторов. Поскольку этот метод не разделяет активные металлические компоненты и носители, он потребляет меньше энергии в процессе восстановления отходов катализатора, имеет низкие затраты на восстановление, имеет меньшие выбросы отходов и позволяет максимально избежать вторичного загрязнения. Этот метод широко используется в области переработки отходов катализатора. нравиться: При восстановлении катализатора среднетемпературной конверсии Fe-Cr компоненты железа и хрома в иммерсионной жидкости часто не разделяются. Его непосредственно перерабатывают для изготовления нового катализатора. 4.5 Метод ионного обмена В катализаторах гидрирования активные металлы, такие как молибден, никель и кобальт, в основном используются в катализаторах гидрообессеривания серии Co-Mo/Al2O3 и катализаторах гидроденитрификации серии Co-Mo/Al2O3 при переработке нефти. Завод в Миядзаки японской компании Inu Chemical использует комбинацию ионного обмена и экстракции растворителем для отделения Al2O3 от отработанных катализаторов, а затем восстановления кобальта и молибдена в форме оксида молибдена и хлорида кобальта. Процесс этого метода более сложен, но извлекаемый продукт имеет более высокую чистоту и может быть использован в качестве сырья для химических реагентов. Заключение