CN115532322A - 一种含分子筛废催化剂的活性提升方法 - Google Patents
一种含分子筛废催化剂的活性提升方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115532322A CN115532322A CN202211314598.2A CN202211314598A CN115532322A CN 115532322 A CN115532322 A CN 115532322A CN 202211314598 A CN202211314598 A CN 202211314598A CN 115532322 A CN115532322 A CN 115532322A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- activity
- molecular sieve
- solid
- roasting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
- B01J38/02—Heat treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/90—Regeneration or reactivation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
- B01J38/48—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended
- B01J38/64—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended using alkaline material; using salts
- B01J38/66—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended using alkaline material; using salts using ammonia or derivatives thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
- B01J38/74—Regeneration or reactivation of catalysts, in general utilising ion-exchange
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/38—Base treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/40—Special temperature treatment, i.e. other than just for template removal
Abstract
本发明公开了一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,包括以下步骤;a)对含分子筛类废催化剂进行焙烧脱碳处理,获得脱碳催化剂;b)将脱碳废催化剂与铝盐直接混合,在惰性气体环境下焙烧处理,获得固体混合粉末;c)将步骤b所述固体混合粉末与氨水溶液混合形成固液混合物,经过搅拌、洗涤、过滤后获得固体滤饼;d)将步骤c所述固体滤饼与铵盐溶液混合打浆,并在40~90℃下铵离子交换1~4h,经过滤、洗涤、干燥、焙烧后获得活性提升催化剂。本发明解决了含分子筛催化剂因高温、高湿引起的脱铝、活性降低问题,可在不影响废催化剂结构强度的基础上,大幅度提升催化剂的反应活性,使活性提升后催化剂直接应用于装置运行,催化反应效果与新鲜催化剂接近。
Description
技术领域
本发明涉及固体危废资源化再生利用技术领域,特别涉及一种含分子筛废催化剂的活性提升方法。
背景技术
分子筛由于具有独特的孔道结构、较强的酸性、良好的择形性能,已经被广泛的应用于催化催化裂化、催化裂解、甲醇制烯烃以及VOCs、脱硝吸附等石油化工领域和精细化工领域。但是,在高温、高湿的水热反应条件下,容易引起分子筛Si-OH-Al桥羟基脱水,骨架铝脱落堵塞微孔孔道,从而使催化剂的活性位大量流失、孔道性质降低,导致催化剂反应性能的降低,严重时会引起催化剂的永久性失活。此外,2019年《国家危险废物名录》中已将催化裂化等废催化剂归为HW50类危废(代码:251-017-50),固体危废催化剂处理不当将会引起严重的环境污染。如果采用低成本、高效的固废催化剂复活再生工艺,将复活再生后的催化剂重返生产装置应用,不仅能够使得危废资源化利用,提高技术环保性,而且能够降低装置的运行成本,提高经济效益。
CN 108187762 A提供了一种催化裂化平衡剂的再生方法,该方法首先将待再生催化裂化平衡剂与富氧气氛下焙烧,去除组分中的积碳和有机物;将焙烧后的平衡剂破碎、粉磨成细颗粒状,在搅拌的条件下加入有机酸和/或无机酸,以除去平衡剂中至少部分可溶性的金属氧化物;将滤饼进行干燥处理后,通过磁分离的方式将其按照磁性的不同分为第一平衡剂和第二平衡剂,将第二平衡剂回用到催化裂化体系中;
上述方法在催化剂复活过程中,需要使用酸对催化剂处理,在去除重金属的同时会脱除催化剂中Al及改性金属,改变活化后催化剂的组成,大幅降低催化剂的磨损指数,需对催化剂进行二次成型,且晶化过程也增加该方法的成本;
CN 109382146 A提供了一种FCC平衡剂复活改性方法。该方法首先将平衡剂与水混合打浆制备平衡剂浆液,经铵离子交换后过滤、洗涤、烘干,使得平衡剂Na2O含量降至不大于0.2wt%;然后平衡剂与水混合打浆,浆液与镁盐和含磷化合物混合搅拌共沉淀,经过滤、烘干、焙烧,即得FCC复活平衡剂。
上述方法在催化剂复活过程中,注重对废催化剂中沉积的重金属、碱金属脱除,无法对催化剂中分子筛因反应引起的骨架缺陷位实现重构,复活再生催化剂的反应效果不佳。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,能够重构催化剂中分子筛骨架结构,大幅度提升催化剂反应活性,该方法用于含分子筛废催化剂因高温、高湿引起的脱铝、活性降低,实现废催化剂的活性提升再利用。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,包括以下步骤;
a)在空气或者氧气条件下对含分子筛类废催化剂进行焙烧脱碳处理,获得脱碳废催化剂;
b)将脱碳废催化剂与铝盐直接混合,在惰性气体环境下焙烧处理,获得固体混合粉末;
c)将步骤b所述固体混合粉末与氨水溶液混合形成固液混合物,经过搅拌、洗涤、过滤后获得固体滤饼;
d)将步骤c所述固体滤饼与铵盐溶液混合打浆,并在40~90℃下铵离子交换1~4h,经过滤、洗涤、干燥、焙烧后获得活性提升催化剂。
所述步骤a)与步骤d)中空气/氧气条件下,焙烧温度450~750℃,焙烧时间4~8h。
所述步骤a)中分子筛包括ZSM型、Y型、SAPO型、丝光沸石中的一种或者几种共生分子筛、分子筛混合物。
所述步骤b)中铝盐为氯化铝、硝酸铝、硫酸铝中的一种或几种的混合物。
所述步骤b)中铝盐与脱碳废催化剂的质量比为0.05~0.5:1,焙烧温度180~450℃,焙烧时间0.5~5h。
所述步骤c)中固体混合粉末与氨水溶液的体积比为1.5~5,固液混合物的PH值为6.5~7.5。
所述步骤d)中固体滤饼与铵盐溶液的体积比为3~10,铵盐溶液中NH4 +离子浓度为0.3~1.0mol/L。
所述铵盐为氟化铵、氯化铵、硝酸铵和硫酸铵中的一种或几种。
本发明的有益效果:
本发明提供的含分子筛废催化剂的活性提升方法,解决了含分子筛催化剂因高温、高湿引起的脱铝、活性降低问题,在不影响催化剂结构强度和物化性质的基础上,重构催化剂中分子筛骨架结构,恢复催化剂酸量并提升B酸比例,大幅度提升催化剂反应活性,活性提升后催化剂可直接应用于装置运行,催化反应效果与新鲜催化剂接近,具有工流程简单、再生率高、成本低、反应性能稳定等技术优势。
附图说明
图1为本发明在相同反应条件下对催化剂反应性能考察示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1:
将含有ZSM-5分子筛的轻烃催化裂解废催化剂在空气氛围中,600℃焙烧4h对废催化剂进行脱碳处理;将40g硝酸铝(硝酸铝/废催化剂=0.2wt/wt)与200g脱碳废催化剂直接混合,在360℃惰性气氛下焙烧2h,获得固体粉末;将固体混合粉末与氨水溶液按照体积比2.0混合,并在调节固液混合物的PH为7.3,经过搅拌、洗涤、过滤后获得固体滤饼;将固体滤饼与氯化铵溶液按照体积比3混合打浆,并在60℃下铵离子交换1h,氯化铵溶液中NH4 +离子浓度为1mol/L,经过滤、洗涤、干燥,在空气氛围600℃焙烧7h后,获得活性提升催化剂1。
实施例2:
将含有ZSM-5分子筛的轻烃催化裂解废催化剂在空气氛围中,620℃焙烧5h对废催化剂进行脱碳处理;将30g氯化铝(氯化铝/废催化剂=0.15wt/wt)与200g脱碳废催化剂直接混合,在200℃下惰性气氛下焙烧2h,获得固体粉末;将固体混合粉末与氨水溶液按照体积比3混合,并在调节固液混合物的PH为6.8,经过搅拌、洗涤、过滤后获得固体滤饼;将固体滤饼与硝酸铵溶液按照体积比10混合打浆,并在80℃下铵离子交换3h,硝酸铵溶液中NH4 +离子浓度为0.5mol/L,经过滤、洗涤、干燥,在空气氛围550℃焙烧4h后,获得活性提升催化剂2。
实施例3:
将含有ZSM-5分子筛的废催化剂在空气氛围中,700℃焙烧2h以对废催化剂进行脱碳处理;将40g硫酸铝(硫酸铝/废催化剂=0.2wt/wt)与200g废催化剂直接混合,在400℃惰性气氛下焙烧2h,获得固体粉末;将固体混合粉末与氨水溶液按照体积比4.0混合,并在调节固液混合物的PH为7.0,经过搅拌、洗涤、过滤后获得固体滤饼;将固体滤饼与氟化铵溶液按照体积比8混合打浆,并在80℃下铵离子交换2h,氟化铵溶液中NH4 +离子浓度为0.5mol/L,经过滤、洗涤、干燥,在空气氛围600℃焙烧7h后,获得活性提升催化剂3。
对比例1:在催化剂活性提升过程中,将ZSM-5分子筛以纯硅分子筛计算,将铝浓度为2.5mol/l的硫酸铝溶液(以所需催化剂所需硅铝比为1:5来计算硫酸铝的质量)与催化剂搅拌4h,然后过滤至滤液为中性,将滤饼在130℃下干燥4h;最后将干燥后的催化剂在马弗炉中600℃焙烧5h,最终得到活性提升催化剂4。
对比例2:含ZSM-5分子筛的流化床轻烃催化裂解废催化剂5。
将实施例1~3所得活性提升催化剂和对比例1~2催化剂对比,主要对催化剂的各项化学及物理性质进行对比,其对比结果如下表1所示。
表1实施例与对比例性质对比
由表1可以看出,利用本发明的工艺方法进行活性提升生后的废催化剂微反活性指数较高,催化剂具有良好的耐磨损性、孔道结构等。
将实施案例1~3及对比例1~2在相同反应条件下对催化剂反应性能进行考察,其乙烯+丙烯选择性如图1所示:
由图1可以看出,在相同的工艺条件下,本发明所制备的活性提升废催化剂具有较好的反应活性及稳定性;而对比例1~2随着反应时间的进行,双烯烃选择性快速降低,催化剂的稳定性较差。
(1)该方法主要是采用废催化剂和补铝剂混合焙烧补铝,补铝剂来源主要为氯化铝、硝酸铝、硫酸铝中的一种或几种的混合物;
(2)由于是混合焙烧,会有一定量的补铝剂残余,因此该方法后续需氨溶液混合、过滤处理,铵离子交换等辅助方式,才能获得活性提升催化剂;氨溶液混合主要是防止混合过程产生H+导致粘合剂脱除,引起磨损指数降低,
(3)该方法与现有技术项目相比,工艺路线已经实现简化,成本降低。但与其他两项装置相比,工业化实施过程需要配套的设备设施较多,投入成本相对较高。
Claims (8)
1.一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,其特征在于,包括以下步骤;
a)在空气或者氧气条件下对含分子筛类废催化剂进行焙烧脱碳处理,获得脱碳废催化剂;
b)将脱碳废催化剂与铝盐直接混合,在惰性气体环境下焙烧处理,获得固体混合粉末;
c)将步骤b所述固体混合粉末与氨水溶液混合形成固液混合物,经过搅拌、洗涤、过滤后获得固体滤饼;
d)将步骤c所述固体滤饼与铵盐溶液混合打浆,并在40~90℃下铵离子交换1~4h,经过滤、洗涤、干燥、焙烧后获得活性提升催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,其特征在于,所述步骤a)与步骤d)中空气/氧气条件下,焙烧温度450~750℃,焙烧时间4~8h。
3.根据权利要求1所述的一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,其特征在于,所述步骤a)中分子筛包括ZSM型、Y型、β型、MCM型、SAPO型、丝光沸石中的一种或者几种共生分子筛、分子筛混合物。
4.根据权利要求1所述的一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,其特征在于,所述步骤b)中铝盐为氯化铝、硝酸铝、硫酸铝中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,其特征在于,所述步骤b)中铝盐与脱碳废催化剂的质量比为0.05~0.5:1,焙烧温度180~450℃,焙烧时间0.5~5h。
6.根据权利要求1所述的一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,其特征在于,所述步骤c)中固体混合粉末与氨水溶液的体积比为1.5~5,固液混合物的PH值为6.5~7.5。
7.根据权利要求1所述的一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,其特征在于,所述步骤d)中固体滤饼与铵盐溶液的体积比为3~10,铵盐溶液中NH4 +离子浓度为0.3~1.0mol/L。
8.根据权利要求1和7所述的一种含分子筛废催化剂的活性提升方法,其特征在于,所述铵盐为氟化铵、氯化铵、硝酸铵和硫酸铵中的一种或几种。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211314598.2A CN115532322A (zh) | 2022-10-26 | 2022-10-26 | 一种含分子筛废催化剂的活性提升方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211314598.2A CN115532322A (zh) | 2022-10-26 | 2022-10-26 | 一种含分子筛废催化剂的活性提升方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115532322A true CN115532322A (zh) | 2022-12-30 |
Family
ID=84719324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211314598.2A Pending CN115532322A (zh) | 2022-10-26 | 2022-10-26 | 一种含分子筛废催化剂的活性提升方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115532322A (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5206194A (en) * | 1991-06-20 | 1993-04-27 | Union Oil Company Of America | Process for reactivating a deactivated crystalline molecular sieve group VIII metal catalyst |
CN1072617A (zh) * | 1991-11-27 | 1993-06-02 | 中国科学院化工冶金研究所 | 废分子筛裂化催化剂的再生方法 |
CN1191772A (zh) * | 1997-02-26 | 1998-09-02 | 中国石油化工总公司 | 含分子筛裂化催化剂的再活化方法 |
CN1194884A (zh) * | 1997-03-31 | 1998-10-07 | 中国石油化工总公司 | 一种含zsm-5分子筛的催化剂的再活化方法 |
CN106466644A (zh) * | 2015-08-17 | 2017-03-01 | 江苏天诺新材料科技股份有限公司 | 一种甲醇制丙烯废旧催化剂的再生利用方法 |
CN106552680A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-04-05 | 四川润和催化新材料股份有限公司 | 一种fcc废催化剂脱金属再活化的方法 |
CN106944137A (zh) * | 2016-01-07 | 2017-07-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 废加氢催化剂的利用方法 |
CN113289679A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-08-24 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种含分子筛废催化剂骨架补铝复活再生方法 |
CN113426494A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种废催化裂解催化剂复活再生的方法 |
-
2022
- 2022-10-26 CN CN202211314598.2A patent/CN115532322A/zh active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5206194A (en) * | 1991-06-20 | 1993-04-27 | Union Oil Company Of America | Process for reactivating a deactivated crystalline molecular sieve group VIII metal catalyst |
CN1072617A (zh) * | 1991-11-27 | 1993-06-02 | 中国科学院化工冶金研究所 | 废分子筛裂化催化剂的再生方法 |
CN1191772A (zh) * | 1997-02-26 | 1998-09-02 | 中国石油化工总公司 | 含分子筛裂化催化剂的再活化方法 |
CN1194884A (zh) * | 1997-03-31 | 1998-10-07 | 中国石油化工总公司 | 一种含zsm-5分子筛的催化剂的再活化方法 |
CN106466644A (zh) * | 2015-08-17 | 2017-03-01 | 江苏天诺新材料科技股份有限公司 | 一种甲醇制丙烯废旧催化剂的再生利用方法 |
CN106944137A (zh) * | 2016-01-07 | 2017-07-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 废加氢催化剂的利用方法 |
CN106552680A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-04-05 | 四川润和催化新材料股份有限公司 | 一种fcc废催化剂脱金属再活化的方法 |
CN113289679A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-08-24 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种含分子筛废催化剂骨架补铝复活再生方法 |
CN113426494A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种废催化裂解催化剂复活再生的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11111152B2 (en) | Preparation method for modified molecular sieve and modified molecular sieve-containing catalytic cracking catalyst | |
US11084024B2 (en) | Method for modifying molecular sieve and a catalytic cracking catalyst containing the molecular sieve | |
CN114733563B (zh) | 一种Cu-CHA与H-AEI的复合催化剂及其制备方法与应用 | |
CN1072617A (zh) | 废分子筛裂化催化剂的再生方法 | |
CN113289679B (zh) | 一种含分子筛废催化剂骨架补铝复活再生方法 | |
CN111437878A (zh) | 一种Cu-SAPO-34分子筛、其制备方法及其在选择性催化还原脱硝中的应用 | |
CN1169717C (zh) | Y沸石用稀土离子改性的方法及其产品 | |
CN105709820B (zh) | 一种加氢裂化催化剂及其制备方法 | |
CN115532322A (zh) | 一种含分子筛废催化剂的活性提升方法 | |
CN107971008B (zh) | 一种催化裂解催化剂及其制备方法和石油烃催化裂解方法 | |
CN106925335B (zh) | 一种抗重金属的催化裂化催化剂及其制备方法 | |
CN106890675B (zh) | 含稀土催化裂化催化剂的制备方法 | |
CN110157466B (zh) | 一种利用沸石分子筛负载型复合催化剂催化氧化去除油品中二苯并噻吩的方法 | |
CN1060100C (zh) | 含分子筛裂化催化剂的再活化方法 | |
CN103962167B (zh) | 一种低结焦催化裂化催化剂及制备方法 | |
CN112108173B (zh) | 一种降低柴油收率的催化剂制备方法 | |
EP0157545B1 (en) | Method for preparing hydrocarbon catalytic cracking catalyst compositions | |
CN101519232B (zh) | 一种降低工业废水中氨氮的方法 | |
CN112108170B (zh) | 一种提高催化裂化焦化蜡油掺渣比例的催化剂制备方法 | |
CN115608412B (zh) | 一种含分子筛类催化剂补铝再生方法 | |
CN115999650A (zh) | 一种催化裂化废催化剂的复活方法 | |
CN114433181A (zh) | 催化裂化催化剂及其制备方法 | |
CN112108190B (zh) | 一种高活性载体材料的制备方法 | |
CN104209137B (zh) | 一种原位晶化型催化裂化催化剂的改性方法 | |
CN109304208B (zh) | 一种提高催化裂化催化剂活性的改性方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |