介绍
流化催化裂化（FCC）是指重质油在700-800摄氏度高温下裂解制备C1-C4气体、汽油、柴油等的过程，是一种非常有价值的后处理工艺。在催化裂化反应中，原油中所含的镍、铁、钒等元素会析出在催化裂化反应物表面，导致催化裂化反应的发生，同时会引起积碳、积碳、摩擦因素等影响催化裂化反应。
FCC催化剂失活后（废催化剂），其主要成分为SiO2和Al2O3，还含有少量的Ni、Fe、V、Na等元素，其组成为多孔分子筛结构，具有较大的比表面积和孔容量，具有良好的吸附性能。
FCC是我国第一大化工原料，总使用量占86%以上，全球每年产生FCC废催化剂35万吨，目前我国FCC废催化剂产量已达16万吨，且逐年增加，未来几年很可能超过20万吨/年。FCC废催化裂解液中含有大量重金属，处理难度极大。
FCC废催化裂解液常规填埋处理不仅产生废弃物，而且对土壤、地下水、空气等环境影响很大，世界各国均对FCC废催化裂解液进行了严格控制，并在此基础上对废催化裂解液进行了管理。
除了填埋之外，一般还有另外两种处置方法。一是利用脱金属再生、磁选等方法，将FCC废弃催化剂再生或过滤后重新用于FCC装置。该技术具有节省催化剂、减少环境污染等优点，但适用性有限，成本较高。
二是将分子筛与其他废旧FCC催化剂的结构、化学特性相结合，应用于加氢催化剂、催化剂载体、裂解催化剂、分子筛及吸附剂等，实现废旧FCC催化剂的资源化利用。
松香加氢催化剂的制备
废FCC催化剂虽然对于重油FCC催化裂解已经失去催化性能，但其具有沸石结构，微孔丰富，比表面积大，同时造成FCC催化剂中毒的元素Ni、V、Fe等又是良好的催化加氢活性组分。在此基础上，通过辅助废FCC催化剂，可以实现高效、廉价的镍基催化剂制备，从而为我国农林产业发展提供新型催化剂。
松脂是重要的农林原料，经精制可得到松香和松节油，松香的化学组成为柏木酸型树脂酸（包括柏木酸、长叶柏木酸、新柏木酸）和海松酸型树脂酸（包括海松酸、山达海松酸、异海松酸）。
由于柏木酸分子中含有大量的共轭双键，松香易被氧化而变黄、变脆，不耐高温，影响其制品的质量。通过对松香进行催化加氢，可以消除松香中柏木酸树脂的不饱和性，得到具有脂环结构的稳定的加氢产物，即为氢化松香。
氢化松香具有较高的抗氧化性能，不形成结晶，脆性较小，粘结力强，能长期保持弹性，颜色较浅，广泛应用于胶粘剂、合成橡胶、涂料、油墨、造纸、电子、食品等行业。松香是非常好的有机溶剂，炔烃和β-烯烃的质量分数在90%以上。其加氢反应生成的环己烷（）是具有淡淡松针气味的澄清液体。通过氧化、还原或裂解反应可得到一系列萜烯化合物。
环己基肼是一类具有顺式和反式两种不同结构的化合物，其中反式肼在肼类化合物的合成过程中会产生大量的副产物，而顺式和反式肼类化合物含量高的产物则是高附加值产品。氢化松香制备蒎烷的常规工艺是先将松香经水蒸气蒸馏得到松香松节油，再将松香松节油提纯至95%以上，在此基础上采用不同的催化剂经分别催化加氢制备。
松香催化加氢是典型的气液固非均相反应，由于其溶液粘度大，且存在蒎烯桥环和松香酸树脂酸三环菲的空间位阻，难以实现气液两相转移，加氢过程中反应条件十分苛刻，需在220-280摄氏度、10-35MPa的高温下进行。
采用-Ni作为催化剂进行蒎烯加氢合成，反应过程仅需14~20小时，其顺反比仅为3~10，因此开发高效、高选择性、低成本的松节油加氢制乙烯是当前的研究热点。
任璐对FCC废催化剂松香加氢进行了Ni负载实验，得到了最佳加氢条件：468K、5MPa、5wt%、催化剂用量5wt%、反应时间60min，最终结果为松香酸配比为1.20%，新松香酸配比为0.34%，加氢率为0.34%。
此外，魏振远等研究采用Ni基FCC废催化剂催化制备歧化松香腈亚胺，歧化松香腈亚胺的收率分别为94.58%和98.00%，其中脱氢松香的收率为86.52%，较传统工艺有明显的提高。
以上研究结果均表明，与常规Pd/C和Pd-Ni相比，FCC废催化剂中添加一定量的Ni后表现出良好的催化性能，可有效降低反应的温度、压力和时间。另外该催化剂制备工艺简单、成本低廉，具有一定的工业应用前景。
催化剂载体的制备
通过对FCC废催化剂物理化学性质的研究发现，FCC废催化剂除了直接利用镍进行合成树脂加氢生产乙烯外，还可以利用其他活性成分进行合成树脂加氢生产乙烯。
目前已有专利利用FCC废催化剂通过浸渍法得到新催化剂，无需经过除重金属、钝化重金属等中间工序，这种新催化剂的价格仅为新鲜催化剂的1/2，也远低于生产催化剂时购买或制作载体的价格。
在FCC废催化材料中添加III类金属特别是钴，可将其转化为性能良好的用于加氢裂化和水解的FCC催化材料。等以()和Ambab()提供的商业化FCC废催化剂为载体，通过湿法浸渍法制备了具有高FTR活性和选择性的FTR(FTR)催化剂，FTR(CO)转化率为81%，C5烃选择性为18.3%。
栾金宁等利用超声波和化学方法，以FCC废催化剂为载体，辅以活性组分及其他改性组分，研制出多种类型的芳烃脱烯烃催化剂，结果表明，该催化剂对芳烃脱烯烃具有良好的选择性，烯烃脱效率高达80%。
利用FCC废催化剂作为载体，不仅可以有效解决废催化剂的处理问题，而且可以节省建设新催化剂所需的载体成本，避免新污染物的产生。
此外，FCC废催化剂作为负载型催化裂化原料使用时，不需要经过任何中间脱除及钝化过程，可以大大降低处置成本。
裂解催化剂的制备
FCC废催化剂在FCC中仍保持较高的催化性能，经过重组转化后可以应用于其他催化工艺，目前FCC废催化剂在其他FCC工艺中得到再利用，多用于废塑料、生物质的催化裂解。
1. 废塑料热解
随着世界范围内石油化工和塑料工业的快速发展，塑料制品在工业和人们日常生活中的应用越来越广泛，同时大量的废塑料也造成了严重的环境问题，废塑料热解主要是将废塑料分解成小分子单体和烯烃燃料。
单纯的热解反应需要高温，能耗较大，且所得产物沸点较宽，应用价值不高。采用催化氧化技术可以很好地改善上述问题，而且与FCC中重油裂解工艺类似，因此利用FCC废催化剂对其有很好的催化效果。在废塑料中，聚乙烯（DPE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和聚氯乙烯（PVC）塑料是废塑料的主要成分。
林等将破碎、成型、筛选后的FCC废催化剂用于催化降解PP时发现，FCC废催化剂能有效降低反应的表观活化能。在后续的DPE、PP和PVC混合物的热解反应研究中，FCC废催化剂也表现出了良好的活性和选择性。
等将FCC废催化剂与膨润土按1:1比例聚合，然后在锥形喷淋床反应器中催化裂解聚乙烯，汽油收率50%，烯烃收率28%。此外，FCC废催化剂具有酸性和失活性温和的特点，反应过程中的副反应降到最低。
2. 生物质热解
生物质能源的开发与应用成为国内外学者关注的焦点，生物质能源通过热解可生产出一种主要的液体燃料，即生物油，生物质油资源丰富，具有与石油炼制过程相似的特性，国内外学者对其进行了大量的实验和理论分析，并进行了初步探讨。
张等采用新型FCC催化剂与废FCC催化剂对玉米芯进行催化热解，对比了二者的热解结果，结果表明新型FCC催化剂比废FCC催化剂具有更高的催化性能。
FCC废催化剂在使用过程中积碳量较大、积炭严重，经酸改性、活化处理后，不仅保持了Y型沸石主链，而且在松香热分解中表现出较高的催化性能，其热解产物环烯烃、醛、酮、醚、环烷烃等可作为精细化工产品及液体燃料合成的原料。
李章全等人将酸化处理的FCC废催化剂应用于松香热解反应，通过对比研究发现，改进后的FCC废催化剂在催化剂用量、反应时间、反应温度等方面具有明显的优势。
通过改变FCC废催化材料活性可以对其进行有效处理，但其成分复杂、鉴别困难、工业化难度较大，限制了该技术的推广。
分子筛的合成
FCC废催化剂粉末粒径在20μm以下，约占1/3，不能满足催化要求，但适合制备高附加值的多孔硅铝材料。利用FCC废催化剂为原料，制备出比表面积大、结晶性好、耐热性好的Y型沸石分子筛。通过对FCC废催化剂进行破碎，可以提高产品的催化性能，从而制备出X型和Y型富铝沸石分子筛。
吸附剂的制备
采用10～25%分子筛为原料，添加一定比例的粘土填料，得到具有高比表面积、高孔隙率、高吸附容量的FCC催化剂，废弃的FCC催化裂化剂仅表面受到一些损伤，但其表面吸附仍然良好，可以作为吸附剂使用。
1.废水处理
FCC废催化剂在污水处理中的应用是将处理过的和未处理的FCC废催化剂单独或与其他吸附剂进行聚合，然后与污水充分接触，使有害物质吸附在FCC废催化剂表面并形成粘度高于106CP的块状固体，然后运至陆地处理。
FCC废催化剂不需要进一步处理，可直接用于工业生产。根据Japti-wale等人对FCC废催化剂的实验结果，FCC废催化剂在Cu上的固化机理是一种同步的、基于离子交换的反应。
目前，我国对FCC催化裂解废液对重金属离子的吸附机理进行了深入研究，但尚未见到其工业化的相关报道。唐玉斌等人的前期工作表明，FCC催化裂解废液对硫化物、Cd2+、Cu2+等重金属离子的吸附遵循模型及模型，且具有单层结构，易于实现。
2.润滑油及石蜡精制
由于FCC废催化剂中含有一定量的沸石，具有丰富的微孔结构，比表面积较大，结构与粘土相似，因此FCC废催化剂可作为油脂中的脱蜡剂使用。但受多次高温再生、蒸汽老化等因素的影响，FCC废催化剂比表面积下降，导致其在润滑油净化中的作用不如高岭土。但实验发现，在20%-30%范围内，其净化效率与高岭土相当，且含有较高的碱性N。
由于FCC废催化剂的成分与白土相似，杨士成等人开发了一种利用FCC废催化剂代替白土进行炼油的方法，该技术不仅操作简便，而且对炼油工艺没有影响。
外表
FCC废催化剂是石油化工行业重要的固体废物之一，其在FCC装置中的性能和选择性指标不能达标，但可以作为吸收剂用于处理污水、净化柴油和润滑油，也可以用于其他催化过程。
此外，文章还介绍了利用FCC废催化剂为原料合成热解催化剂、分子筛等其他有价值物质的成功案例，该研究对FCC废催化剂的处理具有一定的参考意义。
相比较而言，FCC废催化剂作为一种新型工业原料应用于工业生产，尤其在松油催化加氢方面，我国作为松油进口国，其加氢松香产品市场广阔，同时利用FCC废催化剂生产的新一代松油催化加氢催化剂反应性能好、价格低廉，能够取得较好的经济效果。
同时FCC废催化剂无需除金属、钝化处理，可直接回收利用，节省处置费用，因此FCC废催化裂解液既能带来经济效益，又能带来环境效益，在实际生产中发挥重要作用。
参考：
1. 郑淑琴, 黄石, 钱东. FCC废催化剂改性及其对重金属离子的吸附性能. 石油学报（石油加工）
2. 吴宇, 张国敬, 张新功, 等. 化工FCC废催化剂再生工艺及工业应用. 炼油技术与工程
3. 周明, 吴宇, 叶红. FCC废催化剂处理及综合利用. 石油化工安全环保技术
4. 宋占乾. 松香的精细化工应用:松香的组成与性质. 林业化学通讯