一种从FCC废催化剂酸法回收制备PAC的方法与流程
本发明属于环境
技术领域：
主要涉及石油催化裂化行业FCC废催化剂减排及回收利用的方法。
背景技术：
：在石油炼制过程中，催化裂化催化剂是消耗量最大的催化剂，国内汽油调和组分70%以上为催化裂化汽油，柴油调和组分40%来自催化裂化。由于原油中含有镍、钒等有毒金属，使催化裂化催化剂“失活”，因此每年产生大量的废催化裂化催化剂。目前，我国石油加工厂排放的废催化裂化催化剂大部分仍采用简单掩埋处理，不仅占用了大量的土地资源，而且其中的有毒有害物质会污染环境和地下水资源，影响居民的正常生活；随着矿产资源的不断开发利用，矿物原料数量不断减少，价格不断上涨，因此废催化裂化催化剂的处理及综合利用迫在眉睫。目前，石油加工厂FCC废催化剂的处理及综合利用尚处于试验阶段。 中国专利公开了一种将废石油裂解催化剂与盐酸和硫酸的混酸在常温常压下进行酸解，将酸解液滤液直接喷雾干燥，得到PAC固体产品的方法，该方法技术要求高，能耗高。中国专利公开了一种利用炼油厂催化裂解废催化剂制备无机聚合物水合物(净水剂)的方法，将废催化剂直接酸溶，用凝胶氢氧化铝调节碱度，制备出符合复合材料工业要求的碱式氯化铝。中国专利公开了一种利用粒径<200μm的微球形催化裂解废催化剂的方法，其主要成分为氧化硅和氧化铝，具体包括酸溶浸出、水稀释、离心过滤，向滤液中加入氨水或硫酸铵，冷却结晶，得到硫酸铝铵； 该方法存在的技术缺陷是制备的硫酸铝铵杂质含量较高、方法复杂。
中国专利文献公开了一种从废催化剂中回收贵金属并生产净水剂的方法，包括将废催化剂与稀硫酸和TIC13混合，置于高压反应器中，过滤、洗涤，回收富集的重金属，滤液经浓缩、净化后得到硫酸铝。技术实施要点：本发明所要解决的问题是：在提高铝的利用率的基础上，提供一种制备方法简单、净水效果优良的酸法从FCC废催化剂中回收制备PAC的方法，以克服目前利用FCC废催化剂制备PAC存在的铝利用率低、方法复杂、净水效果差的缺陷。 本发明解决其技术问题是采用如下技术方案的：本发明提供了一种酸法从FCC废催化剂中回收PAC的方法，其制备步骤如下： (1)取若干FCC废催化剂，在80～120℃下烘干10小时，称取5g干燥后的FCC废催化剂置于热液釜中，按固液比1：(4.5～5.5)加入质量分数为15～30％的盐酸溶液，加热至120～200℃，保温过滤分离残渣，得到铝浸出液； (2)将3.5～4.5g铝酸钙粉末滴加到铝浸出液中，常温搅拌，得到混合溶液； (3)将混合溶液置于油浴中加热，同时以150-200r/min的转速搅拌，控制油浴温度为60-90℃，陈化后得到悬浮液，悬浮液自然冷却后静置、过滤得到PAC产品。
上述方法步骤（1）中，所采用的FCC废催化剂为石油催化裂解行业的FCC废催化剂为原料。上述方法步骤（1）中，水热法为：以5℃/min的升温速率由室温升温至120-200℃，保温1.5-2.5h。上述方法步骤（2）中，室温搅拌时间为5-10min。上述方法步骤（3）中，溶液陈化时间为2.5-3.5h。本发明提供了采用上述方法制备的PAC，其碱度为32.89-75.32％，氧化铝含量为6.36-6.87％。与现有技术相比，本发明具有以下主要优点：（1）在温和的水热条件下，铝的浸出率大大提高，从而提高了铝的利用率； (2)该方法简单易行，利用石油加工厂产生的FCC废催化剂为原料制备PAC，既可以减少FCC废催化剂的排放，又可以变废为宝，处理生活污水，具有重要的环保和经济意义。 附图简要说明 图1为FCC废催化剂酸回收制备PAC的方法流程图。 具体实施方式 下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，这些实施例仅为本发明的优选实施例的说明，并不限制本发明。 实施例1： 取若干FCC废催化剂，在80-120℃下干燥10小时，称取干燥后的FCC废催化剂5g置于热液釜中，加入质量分数为20％的盐酸溶液，保持固液比为1：5，热液温度为200℃，热液时间2小时。 过滤，分离滤渣得到铝浸出液，在搅拌下向上述铝浸出液中缓慢加入4.5g铝酸钙，然后将上述混合溶液转移至三口烧瓶中，70℃油浴，陈化3小时，过滤，得到液体PAC。
采用[国标]-2008中的硫酸铜标准溶液滴定法测定所得液体聚合氯化铝的碱度为75.32%；采用氟化钾掩蔽法测定所得液体聚合氯化铝的氧化铝含量为6.87%。 实施例2：取若干FCC废催化剂，在80-120℃下烘干10小时，称取5g烘干后的FCC废催化剂置于水热釜中，加入质量分数为15％的盐酸溶液，保持固液比为1：5，水热温度为200℃，水热1.5小时，过滤、分离残渣得到铝浸出液，在搅拌下向上述铝浸出液中缓慢加入3.5g铝酸钙，然后将上述混合溶液转移至三口烧瓶中，油浴加热至90℃，陈化3.5小时，过滤得到液体PAC。 采用[国标]-2008中硫酸铜标准溶液滴定法测定所得液体PAC碱度为32.89%，采用氟化钾掩蔽法测定所得液体PAC氧化铝含量为6.36%。实施例3：取FCC废催化剂若干，在80-120℃下干燥10小时，称取干燥后的FCC废催化剂5g置于水热釜中，加入质量分数为30%的盐酸溶液，保持固液比为1:5，水热温度为120℃，水热2.5小时，过滤、分离残渣得到铝浸出液，在搅拌下向上述铝浸出液中缓慢加入4.0g铝酸钙，再将上述混合溶液转移至三口烧瓶中，油浴60℃，陈化3小时，过滤，得到液体PAC。
采用[国标]-2008中硫酸铜标准溶液滴定法测定所得液体PAC碱度为65.87%，采用氟化钾掩蔽法测定所得液体PAC氧化铝含量为6.56%。实施例4：取FCC废催化剂若干，在80-120℃下干燥10小时，称取干燥后的FCC废催化剂5g置于水热釜中，加入质量分数为20%的盐酸溶液，保持固液比为1:5，水热温度为150℃，水热2.5小时，过滤分离滤渣得到铝浸出液，在搅拌下向上述铝浸出液中缓慢加入3.8g铝酸钙，再将上述混合溶液转移至三口烧瓶中，油浴70℃，陈化2.4小时，过滤得到液体PAC。 采用[国标]-2008中的硫酸铜标准溶液滴定法测定所得液体聚合氯化铝的碱度为36.25%；采用氟化钾掩蔽法测定所得液体聚合氯化铝的氧化铝含量为6.41%。 实施例5：取若干FCC废催化剂，在80-120℃下烘干10小时，称取5g烘干后的FCC废催化剂置于水热釜中，加入质量分数为25％的盐酸溶液，维持固液比为1：5，水热温度为180℃，水热2.5小时，过滤、分离残渣得到铝浸出液，在搅拌下向上述铝浸出液中缓慢加入4.2g铝酸钙，再将上述混合溶液转移至三口烧瓶中，置于90℃油浴中，陈化3小时，过滤得到液体PAC。
采用[国标]-2008中硫酸铜标准溶液滴定法测定所得液体PAC碱度为68.54%，采用氟化钾掩蔽法测定所得液体PAC氧化铝含量为6.68%。实施例6：取FCC废催化剂若干，在80-120℃下干燥10小时，称取干燥后的FCC废催化剂5g置于水热釜中，加入质量分数为30%的盐酸溶液，保持固液比为1:5，水热温度为180℃，水热2.5小时，过滤、分离残渣得到铝浸出液，在搅拌下向上述铝浸出液中缓慢加入4.2g铝酸钙，再将上述混合溶液转移至三口烧瓶中，油浴90℃，陈化3小时，过滤，得到液体PAC。 采用[国标]-2008中的硫酸铜标准溶液滴定法测定所得液体聚合氯化铝的碱度为66.75％，采用氟化钾掩蔽法测定所得液体聚合氯化铝的氧化铝含量为6.59％。 以上实施例中所用的废FCC催化剂来自山东，其成分如表1所示。表1 FCC废催化剂的XRF数据表2 实施例1制备的PAC与国家标准的对比数据表3 实施例1制备的PAC产品I表4 各实施例指标与国家标准的对比指标名称氧化铝含量（%）碱度（%）国家标准>=6.0 30-95实施例1 6.87 75.32实施例2 6.36 32.89实施例3 6.56 65.87实施例4 6.41 36.25实施例5 6.68 68.54实施例6 6.59 66.75表5 实施例1与现有文献中铝溶解率对比铝浸出率（%）现有工艺10-30实施例1 89.6注：铝浸出率的测定方法请参考[国家标准]-2008高岭土及其试验方法 当前页 1 12
技术特点：
技术摘要
本发明主要涉及一种回收催化裂解（FCC）废催化剂制备聚合氯化铝（PAC）的方法，该方法步骤为：首先将干燥后的FCC废催化剂用盐酸溶液进行一段时间的水热浸取，过滤分离出残渣后，在滤液中缓慢加入铝酸钙调节碱度，在一定温度下陈化一定时间后过滤得到PAC产品。本发明以石油催化裂解行业FCC废催化剂为原料，针对FCC废催化剂中残留铝含量高的特点，变废为宝，提高铝资源的利用率。该处理方法简单易控，条件温和，不消耗大量能源，铝回收率高，具有很高的推广应用前景。
技术研发人员：蔡伟权； 熊子航陈俊武
受保护技术用户：武汉理工大学
技术开发日：2017.12.27
技术发布日期：2018.05.22