[发明专利]一种废FCC催化剂再利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废弃化工原料再利用的技术领域，特别涉及一种废FCC催化剂再利用的方法。

背景技术

随着原油日益重质化和劣质化，金属污染物、沥青质和胶质以及硫、氮等杂原子化合物的总含量上升，流化催化裂化(FCC，Fluid Catalytic Cracking)已成为最重要的重质油轻质化过程之一。FCC工艺中，催化剂起着重要的作用。对于FCC装置，所耗催化剂除去自然跑损，其余则是由于在使用过程中由于重金属污染失活、积碳失活以及水热失活，催化剂反应选择性变差，无法维持应有的活性和反应选择性，须定期卸出的废催化剂。目前全球约有400套FCC装置，每年大约产生160kt的FCC废催化剂，预计每年FCC废催化剂的增加量约为5％，很快就会突破每年产生200kt的FCC废催化剂。随着我国原油加工量逐年上升，国内FCC装置产出的废催化剂的量也在逐年增加。目前针对如此大量的FCC废催化剂却没有很好的处理和利用的方法及途径，主要常用的处理方式是作为固体废弃物而进行填埋，这样不仅会浪费大量的资源，并且由于废催化剂中含有一定量的镍、钒等重金属，如处理不当还可能会对环境有影响污染。如果可以有效地利用废催化剂，或者直接作为合成其他高附加值产品的原料，不仅可以解决因掩埋废催化剂带来的环境问题，而且可以为炼油企业创造一定的经济效益，因此开发FCC废催化剂的回收利用技术一直是业内人士所关注的课题。

FCC催化剂由沸石(分子筛)构成，是以SiO₂和Al₂O₃为主要成分的、具有晶格结构的结晶硅铝盐，具有较大的比表面积和孔体积，使用过的FCC废催化剂一般也含有10％-25％质量分数的沸石，虽然失去了催化活性，但其内部结构并未遭到完全破坏，仍具有一定的利用价值。目前针对颗粒较大的FCC废催化剂已开始研发复活技术，由于废剂的组成与水泥类似，因此FCC废催化剂在水泥中的应用已有很多研究，也有报道将废剂用于生产陶瓷、制砖或矿聚物。但是FCC废催化剂在道路沥青中使用很少，目前仅仅是将废催化剂作为细集料或者填料应用。

国内有研究指出指出，在处理FCC废催化剂时，除了掩埋之外，将其与沥青混和进行道路的铺筑也可作为处理方法之一，这样可能会增加技术上的复杂性。

国外在上世纪90年代对FCC废催化剂在沥青路面中的应用进行了一些工作。Schmitt最早提出FCC废催化剂在欧洲的再利用方法之一是将其作为建筑材料，其中可作为沥青混合料的填料进行使用。考虑到废剂中重金属有可能造成环境污染的问题，研究认为如果废剂中的锑含量低于600ppm，混合料中可以使用5％的废剂；如果锑含量高于600ppm，那么在混合料中废剂的加入量不能超过3％。Furimsky也提出类似的FCC废催化剂的利用方法，并指出将废催化剂应用在沥青中时不能够影响沥青的使用性能；Lin等人经研究认为FCC废催化剂以合适的比例加入到沥青混凝土中可以提高强度，从而改善混凝土的高温性能。Gerber等人在关于加氢废催化剂和FCC废催化剂的再生报告中也提到FCC废催化剂可以在道路基层或者作为填料进行使用，但是废剂中的金属对其应用有了一定的限制。Alshamsi等人详细研究了来自阿曼炼厂的两种不同粒径的FCC废催化剂在沥青混合料中的使用情况，结果表明粒径在2.36mm至4.75mm的废剂可以作为集料使用，最大用量可达集料的20％，但推荐用量为10％；小粒径的废剂可作为矿物填料使用，推荐用量为集料的5.5％，所得混合料的性质基本能满足阿曼的国家标准，说明在沥青混合料中有使用废剂的可能性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种废FCC催化剂再利用的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种废FCC催化剂再利用的方法，具体的方法如下：将废FCC催化剂进行筛分，其中，粒径大于40μm的用做沥青混合料中的细集料或者填料；粒径小于40μm的废剂用于对沥青进行改性。

在上述方案的基础上，粒径小于40μm的废FCC催化剂用于对沥青进行改性的方法具体如下：

(1)将粒径小于40μm的废FCC催化剂在烘箱中加热烘干；

(2)将烘干后的废FCC催化剂在20℃-100℃的温度下与表面处理剂进行混合，搅拌时间10min-30min，表面处理剂加入量为废催化剂的0.5％-5％；