TWI710646B - 自石化製程殘餘物回收貴重金屬之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種自PM油中回收貴重金屬(PM)之方法，該方法包括在爐內燃燒PM油，其中該PM油以霧化形式燃燒。

Description

自石化製程殘餘物回收貴重金屬之方法

本發明係關於一種自石化製程殘餘物中回收貴重金屬(precious metal，PM)之方法。

本文使用之術語「PM」意謂鉑、鈀、釕，且尤其為銠。

在PM錯合化合物之均相催化下進行各種大規模石化製程。PM錯合化合物之熟知的實例包括銠錯合化合物；此類催化劑之一個具體實例係著名的威爾金生催化劑(Wilkinson catalyst)，其用於例如氫化及加氫甲醯化。

源自均相催化之石化製程的殘餘物包含呈PM錯合化合物及/或其衍生物形式的PM。在石化製程期間，衍生物隨著時間的推移藉由原始PM錯合化合物之化學轉化或分解而形成；換言之，均相催化劑隨著時間的推移而耗盡。石化製程殘餘物尤其包含石化製程之蒸餾底部殘留物(蒸餾殘餘物)，該等石化製程諸如氫化、加氫甲醯化或其他石化反應。石化製程殘餘物代表包含耗盡催化劑之廢料。廢料通常為液態的及高熱量的。在下文中，為簡潔起見，含有PM之石化製程殘餘物亦稱為PM油。此類PM油廢料中之PM含量相對較低，並且在例如以PM計算的0.01至0.8 wt.-%(重量%)的範圍內。

由於PM的價值高，期望回收PM油中所含的PM；因此，通常的做法係燃燒PM油以獲得可以進一步精製的富含PM之殘餘物材料。為此，通常的做法係將PM油例如用噴槍緩慢注入至位於爐中的適合的容器或池，例如爐室內之鍋中。PM油在容器中點燃並燃燒。燃燒廢氣被轉移至習知減排系統中。燃燒殘餘物具有比PM油更高之PM含量。然而，此目前先進技術的燃燒過程表現出各種缺點及不足。此技術之一種不足係其燃燒率低。待燃燒之PM油在其燃燒期間可能起泡或形成硬殼。一旦硬殼位於PM油上，燃燒過程即會停止，且由此降低效率。若捕獲的未燃燒PM油在移動熱容器時接觸到氧氣，則捕獲的未燃燒PM油可能會因意外燃燒而成為潛在危險。

申請人已經開發了一種用於自PM油中回收PM之改進的且創造性之方法。因此，本發明係關於一種自PM油中回收PM之方法。本發明尤其關於一種在爐內燃燒PM油之方法，其中PM油以霧化形式燃燒。

自以下揭示內容將變得顯而易見的是，與目前先進技術的爐內燃燒過程相比，本發明之方法加速PM自PM油的再循環，提供具有更高PM含量之PM油燃燒殘餘物，需要更少或甚至不需要輔助燃料並且更安全。

在本發明之方法中燃燒的PM油可具有在例如0.01至0.8重量%範圍內之PM含量。PM含量可以由一種、兩種或更多種PM形成。一種、兩種或更多種PM可以尤其以化學化合物形式存在。在一典型實施例中，至少一種PM包含銠或其主要由銠組成或甚至僅由銠組成。在銠係主要的(銠含量＞ PM含量之50重量%)或甚至係唯一的PM之情況下，PM油稱為銠油。PM油中之一或多種PM化合物可以溶解在其中，分散在其中及/或以某種方式與其他視情況存在之分散PM油成分聚集或吸附至其他視情況存在之分散PM油成分上。除了至少一種PM化合物之外，PM油亦包含不含PM之有機化合物(主要係烴)的複雜混合物。不含PM之有機物之含量在例如79.2至99.99重量%的範圍內，並且其包括任何視情況存在之低聚及/或聚合有機物質。在實施例中，PM油可進一步包含例如高達20重量%之一或多種無機物質，諸如尤其係水。在一實施例中，其可包含高達20重量%分率的固體粒子。PM油之流變行為涵蓋自汽油黏度至重油黏度之黏度範圍。通常，PM油之黏度與柴油燃料之黏度相當。PM油係易燃或可燃液體。

在PM油包含大量(亦即導致PM油中之相分離現象的量)的水及/或固體粒子之情況下，有利的是混合或攪拌PM油，以便使其在霧化及燃燒之前保持處於乳化及/或分散狀態。

在本發明之方法中，PM油以霧化形式燃燒，亦即以細噴霧微滴形式燃燒。為此，其可以在通過用於PM油霧化目的之霧化裝置之後燃燒。可以藉由提供點火火花來執行PM油噴霧之點火。然而，為了確保PM油之連續燃燒，較佳將PM油噴射至引火焰中，亦即，將霧化的PM油傳遞至引火焰中。引火焰可以例如用天然氣運作。引火焰可以連續運作或僅根據需要運作。一旦點燃，PM噴油火焰可以獨立燃燒，或者可以使引火焰保持燃燒。

較佳在一定的PM油:氧氣比率下工作，該PM油:氧氣比率能夠實現或確保PM油之有機物含量的至少基本上完全燃燒。換言之，較佳以化學計量之量或甚至化學計量過量的氧氣進行本發明之PM油燃燒過程。此措施最小化或甚至防止在霧化之PM油燃燒期間煙灰之形成。

在一較佳實施例中，PM油可以使用強制空氣燃燒器燃燒，該強制空氣燃燒器可以用空氣或富氧空氣驅動。強制空氣燃燒器係習知裝置。其根據習知燃油燃燒器之熟知的原理工作，並且包含鼓風機葉輪及用於液體燃料霧化目的之噴嘴。強制空氣燃燒器可配備有該引火焰燃燒器。

本發明之燃燒過程使用PM油本身作為燃料。有利的是，除了可能使該連續或不連續的引火焰運作之外，其不需要使用任何輔助燃料。在PM油火焰在本發明之燃燒過程期間中斷或意外地或不期望地熄滅之情況下，視情況存在之引火焰可以起到重新點燃之作用。

作為本發明燃燒過程之結果，形成燃燒廢氣。除了成分二氧化碳、水及視情況存在之任何其他氣態化合物之外，燃燒廢氣亦含有PM油燃燒殘餘物，其包含所需的PM。此處使用之術語「PM油燃燒殘餘物」在下面的揭示內容及申請專利範圍中應意謂在20℃及10⁵ Pa下非氣態的PM油燃燒殘餘物。PM油燃燒殘餘物包含基本上作為PM氧化物之PM，其含量以總PM油燃燒殘餘物計在例如70至95重量%或甚至70至100重量%的PM氧化物的範圍內。除了PM氧化物之外，PM油燃燒殘餘物尤其可以包含碳(煙灰)及/或氧化磷。

燃燒在封閉的爐腔中進行，該爐腔配備有排氣或減排系統。爐腔配備有PM收集器，亦即用於燃燒廢氣中所含PM油燃燒殘餘物之收集器。

在一實施例中，PM收集器可為氣冷或水冷容器，在該容器之壁上可以沈積PM油燃燒殘餘物。在燃燒廢氣通過PM收集器之後並且在其離開排氣或減排系統之前，有利的是，藉由使廢氣通過一或多個輔助收集裝置來處理廢氣，以便亦回收PM油燃燒殘餘物中沒有沈積在PM收集器上或者更確切地沒有沈積在PM收集器壁上之該部分。此類輔助收集裝置之實例包括旋風過濾裝置、細粒子(粉塵)過濾器及洗滌器系統，諸如基於文氏管(Venturi)噴射技術之洗滌器系統。

在完成本發明之燃燒過程之後，PM油燃燒殘餘物可以自爐腔之內壁及其排氣或減排系統收集，自PM收集器壁收集，並且若適用的話，亦可以自輔助收集裝置收集。舉例而言，可以藉由自該等壁之表面刮掉PM油燃燒殘餘物來進行收集。

PM油燃燒殘餘物可以經受習知及熟知的PM精煉，例如濕化學或濕法冶金PM精煉。若PM油燃燒殘餘物之碳含量超過5重量%，則在轉移至該PM精煉之前焚燒此類材料可能係有利的。

在一實施例中，爐腔可以包含輔助PM收集器，尤其用於收集最終雜散的未燃燒的PM油微滴。輔助PM收集器不應與上述輔助收集裝置混淆。輔助PM收集器可以含有焦炭或木炭作為PM油吸收劑及/或吸附劑材料，或者更確切而言，作為PM油微滴吸收劑及/或吸附劑材料。在本發明之燃燒過程結束之後，此類包含吸收及/或吸附之PM油之焦炭或木炭可以在含PM灰分之形成下單獨燃燒，該含PM灰分可以經受習知及熟知的PM精煉，例如，濕化學或濕法冶金PM精煉。

本發明包含以下實施例：

1.一種自PM油中回收PM之方法，其包含在爐內燃燒PM油，其中該PM油以霧化形式燃燒。

2.如實施例1之方法，其中該PM油之PM含量在0.01至0.8重量%範圍內，並且其中該PM含量由一種、兩種或更多種PM形成。

3.如實施例1或2之方法，其中該PM油包含銠。

4.如實施例1、2或3之方法，其中將該PM油噴入引火焰中。

5.如前述實施例中任一項之方法，其中該PM油燃燒以化學計量之量或化學計量過量的氧氣進行。

6.如前述實施例中任一項之方法，其中該PM油利用強制空氣燃燒器燃燒，該強制空氣燃燒器可以用空氣或富氧空氣驅動。

7.如前述實施例中任一項之方法，其中該PM油燃燒在具有排氣或減排系統的封閉爐腔中進行，其中該爐腔配備有用於該燃燒廢氣中所含PM油燃燒殘餘物的PM收集器。

8.如實施例7之方法，其中該PM收集器係氣冷或水冷容器，在該容器之壁處可沈積該等PM油燃燒殘餘物。

9.如實施例8之方法，其中該燃燒廢氣在其通過該PM收集器之後並且在其離開該排氣或減排系統之前，藉由使其通過一或多個輔助收集裝置進行處理，以便亦回收該等PM油燃燒殘餘物中沒有沈積在該PM收集器中之部分。

10.如實施例9之方法，其中該一或多個輔助收集裝置選自由旋風過濾裝置、細粒子過濾器及洗滌器系統組成之群。

11.如前述實施例中任一項之方法，其中該等PM油燃燒殘餘物經受濕化學或濕法冶金PM精煉。

12.如實施例7至11中任一項之方法，其中該爐腔含有輔助PM收集器。

13.如實施例12之方法，其中該輔助PM收集器含有焦炭或木炭作為PM油吸收劑材料。

Claims (11)

1. 一種自PM油中回收PM之方法，其包含在爐內燃燒PM油，其中該PM油係以霧化形式燃燒；其中該PM油燃燒係在具有排氣或減排系統的封閉爐腔中進行，其中該爐腔配備有用於該燃燒廢氣中所含PM油燃燒殘餘物的PM收集器；其中該PM收集器係氣冷或水冷容器，該等PM油燃燒殘餘物可沈積在該容器之壁處；其中該等PM油燃燒殘餘物可以自爐腔之內壁及其排氣或減排系統收集，且可以自PM收集器壁收集；其中「PM」意指鉑、鈀及/或釕；且其中「PM油」意指含有PM之石化製程殘餘物。
2. 如請求項1之方法，其中該PM油之PM含量在0.01至0.8重量%範圍內，並且其中該PM含量係由一種、兩種或更多種PM形成。
3. 如請求項1之方法，其中該PM油包含銠。
4. 如請求項1之方法，其中將該PM油噴入引火焰中。
5. 如請求項1之方法，其中該PM油燃燒係以化學計量之量或化學計量過量的氧氣進行。
6. 如請求項1之方法，其中該PM油係利用強制空氣燃燒器燃燒，該強制空氣燃燒器可以用空氣或富氧空氣驅動。
7. 如請求項1之方法，其中該燃燒廢氣在通過該PM收集器之後並且在離開該排氣或減排系統之前，藉由通過一或多個輔助收集裝置來進行處理，以便亦回收該等PM油燃燒殘餘物中沒有沈積在該PM收集器中之部分。
8. 如請求項7之方法，其中該一或多個輔助收集裝置係選自由旋風過濾裝置、細粒子過濾器及洗滌器系統組成之群。
9. 如請求項1之方法，其中使該等PM油燃燒殘餘物經受濕化學或濕法冶金PM精煉。
10. 如請求項1之方法，其中該爐腔含有輔助PM收集器。
11. 如請求項10之方法，其中該輔助PM收集器含有焦炭或木炭作為PM油吸收劑材料。