一种FCC废催化剂处理方法、制得的吸附剂及吸附剂的用途

技术领域

本发明属于FCC废催化剂处理的领域，具体涉及一种FCC废催化剂处理方法、制得的吸附剂和吸附剂的应用。

背景技术

催化裂化(FCC)是炼油厂将重质原料油轻质化的主要技术措施,FCC 催化剂的主要成分是氧化铝和氧化硅，还含有少量的稀土和极少量的其他物质。在反应-再生循环过程中，由于高温、重金属的污染、烧结、机械磨损、粉化和水热作用等因素,催化剂的活性和选择性不断降低，需要定期卸出部分催化剂同时补充新鲜催化剂以维持系统的正常运行，被卸出的废催化剂称为FCC废催化剂。

FCC废催化剂必须按照危险固体废物处置要求进行处理，传统的处理方法有填埋和磁分离。填埋方法简单方便，但填埋场所建设费用较高；而且FCC废催化剂中含有较多的Ni、V、Fe等有毒有害重金属元素，颗粒又较细，大量的直接填埋不仅会造成巨大的经济损失，还会污染环境，对人类健康构成严重威胁。磁分离技术是利用金属具有磁性，将金属含量高的废催化剂分离出来，而金属含量较少的催化剂重新用于FCC装置中。磁分离技术提高了FCC催化剂的使用周期，但并未对FCC废催化剂进行无害化处理，磁分离出来的FCC废催化剂的排放仍然对环境造成危害。

从物相构成和主要的元素组成来看，FCC废催化剂都非常适宜作为合成高附加值硅铝材料分子筛、水泥、吸附剂等的原料。因此，如何对FCC 废催化剂进行更加有效的处理和利用近年来备受关注。名称为“利用FCC 废催化剂混入白土精制加工润滑油基础油”,袁雪芝等著,公开了直接利用 FCC废催化剂精制处理润滑油基础油,没有发现重金属污染润滑油和对润滑油的其他影响,但是FCC废催化剂吸附效率不高。名称为“用于润滑油精制的FCC催化剂废渣改性工艺研究”,石油炼制与化工(2014年8月),吴乐乐等著，公开了对FCC催化剂酸化处理后,孔结构明显改善,酸化位增多, 其最佳工艺是强酸,盐酸14wt％，液固比为2:1，改性温度为95摄氏度。然而申请人发现FCC催化剂经强酸处理后，载体的晶体有序度和结构被破坏，导致废渣的酸中心减少，吸附脱色能力下降，同时酸浓度大过大也加大了飘絮难度和水消耗及设备腐蚀，精制润滑油的效率不高。

为了解决上述问题，我们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种FCC废催化剂处理方法及其处理后的FCC废催化剂在精制废润滑油中的应用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种FCC废催化剂处理方法,包括:

步骤一、将FCC废催化剂焙烧，然后冷却，冷却方式可以为自然冷却，也可以是强制冷却，例如空气对流或其他强制手段。

步骤二、将冷却后的FCC废催化剂加入弱酸溶液，FCC废催化剂和弱酸的液固质量比为5～10，加热至80～95℃反应1～1.5h，然后过滤，再用水洗涤至中性得滤料；精制时间过长，可能会使得废渣孔道支撑结构破坏，引发孔道坍塌，孔体积降低，脱色力和活性度下降，吸附力下降。时间过短，则不能接触不充分，离子交换不彻底，改性效果不理想。随着温度变化，弱酸电离平衡向电离方向移动，其他因素不变，在80～95℃下FCC 废催化剂酸化效果先增强后减弱。

步骤三、将所述滤料与粘土、去离子水混合均匀，然后成型，成型工艺可以是通过挤条、滚球或压片等方式制成吸附剂。粘土和离子水的作用是把滤料粘接便于加工成型，粘土另一个作用是填充,优选粘土是具有吸附重金属功能的粘土。

其中，所述FCC废催化剂为吸附孔道和/催化活性位被覆盖的原因而失活的催化剂，例如由于重金属吸附、积碳或者结焦造成FCC催化剂吸附孔道堵塞和/覆盖催化活性位。焙烧可除去积碳、结焦原因造成的催化剂孔道堵塞和/覆盖催化活性位，酸处理可以使得重金属阳离子被H

作为技术方案的进一步改进，所述的弱酸溶液为草酸、乙酸、柠檬酸中的一种或几种，酸浓度为1～5wt％，酸浓度大于5wt％，酸化效果没有明显变化。

作为技术方案的进一步改进，所述滤料含量为10～50wt％。

作为技术方案的进一步改进，所述粘土为硅藻土、凹凸棒土、海泡石、膨润土的一种或几种，在吸附剂中的含量为10～60wt％。

作为技术方案的进一步改进，步骤一中焙烧温度为600～750℃,焙烧时间为0.2～2.5h。提高焙烧温度可以加快焙烧烧焦速度，但是焙烧温度受到催化剂水热稳定性和设备结构、材料的限制。

一种根据上述FCC废催化剂处理方法制得的吸附剂。

一种上述吸附剂的用途，其特征在于，将所述吸附剂和废润滑油混合，然后进行精制，精制温度为80～95℃。

作为技术方案的进一步改进，所述吸附剂和废润滑油的液固质量比为 10～25，精制时间为30min～60min。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明FCC废催化剂采用弱酸酸化工艺，可以避免催化剂载体结构的破坏，酸化后吸附效果好。进一步说，FCC催化剂制备吸附剂方法简单，成本低廉，能有效除去FCC废催化剂中的重金属元素。再一步说，将处理后的FCC 废催化剂作为一种吸附剂使用，使FCC废催化剂变废为宝，并降低废润滑油精制成本。本发明的FCC废催化剂的处理方法工艺简单、成本低且减少了固废排放，制备出的吸附剂具有成本低廉和精制工艺简单的优点。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

步骤一、将FCC废催化剂焙烧，焙烧温度为750℃，焙烧时间为12分钟然后冷却。

步骤二、称取25gFCC废催化剂和250g浓度为4wt％的草酸搅拌，在90℃下反应1.5h。

反应结束后，反复用去离子水洗涤至中性，在烘箱中120℃下干燥2h，得到所需滤料。

步骤三、将步骤二所得滤料20g、海泡石10g、硅藻土6g和50ml去离子水混合均匀，滚球成型制得吸附剂。

实施例2

步骤一、将FCC废催化剂焙烧，焙烧温度为750℃，焙烧时间为12分钟然后冷却。

步骤二、称取冷却后的FCC废催化剂25g和浓度为1wt％的乙酸250g搅拌，在85℃下反应1.5h。

反应结束后，反复用去离子水洗涤至中性，在120℃烘箱中干燥2h得所需滤料。

步骤三、将步骤二所得滤料20g、凹凸棒土90g和去离子水100ml混合均匀，压片成型制得吸附剂。

实施例3

步骤一、将FCC废催化剂焙烧，焙烧温度为750℃，焙烧时间为12分钟然后冷却。

步骤二、称取冷却后的FCC废催化剂25g和浓度为3wt％的柠檬酸250g 搅拌，在90℃下反应1.5h。

反应结束后，反复用去离子水洗涤至中性，在120℃烘箱中干燥2h得所需滤料。

步骤三、将步骤二所得滤料20g、膨润土4g、凹凸棒土2g和去离子水30ml 混合均匀，挤条成型制得吸附剂。

实施例4

步骤一、将FCC废催化剂焙烧，焙烧温度为750℃，焙烧时间为12分钟然后冷却。

步骤二、称取冷却后的FCC废催化剂25g和浓度为4wt％的草酸+柠檬酸(质量比为1:2)250g搅拌，在90℃下反应1.5h。

反应结束后，反复用去离子水洗涤至中性，在120℃烘箱中干燥2h得所需滤料。

步骤三、将步骤二所得滤料20g、10g海泡石、6g硅藻土和去离子水50ml 混合均匀，滚球成型制得吸附剂。

对上述四个实施例步骤二中制备的滤料及所用的FCC废催化剂的金属含量用等离子体发射光谱仪进行测定，结果如表1所示。

表1各实施例中滤料及原始FCC废催化剂中金属含量

表一中显示随着弱酸浓度增加，酸化效果越好，当超过一定限度，酸化结果不明显。

取实施例1-4所制备的吸附剂各4g，废润滑油50g，在90℃下精制40min，抽滤得精制后的润滑油。各吸附剂的吸附结果见表2。

表2吸附剂对废润滑油的吸附效果

从以上实施例对废润滑油的处理结果看，利用FCC废催化剂制备的吸附剂对废润滑油的S、N和酸值具有良好的处理效果。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。