一种用炼油废催化剂制备臭氧催化氧化催化剂的方法及其制备的臭氧催化氧化催化剂技术

一种用炼油废催化剂制备臭氧催化氧化催化剂的方法及其制备的臭氧催化氧化催化剂，其中方法包括特征：步骤(1)焙烧、步骤(2)酸溶、步骤(3)碱溶、步骤(4)水洗、步骤(5)活化、步骤(6)干燥粉碎、步骤(7)造粒，其中按照质量比例分别为：所述活性组分2‑14％、所述再生活化的废催化剂30‑80％、扩孔剂2‑20％、胶凝剂1‑10％和氧化铝粉末5％‑30％，总质量为100％；其中，所述活性组分为MnO2、Co3O4、Fe3O4、Fe2O3、CoO、Sb2O3或SnO2中的一种或几种。本发明专利技术应用常规的制备方法获得臭氧催化剂，在避免了废剂对环境造成污染的同时，节省了催化剂原料的用量，降低了生产成本；本发明专利技术生成的催化剂与臭氧协同作用处理废水时，不仅加快了反应速率，还能够更加有效的去除废水中的有机物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水处理领域和催化剂制备领域，更为具体的是用于处理难降解污水的臭氧催化氧化催化剂的制备方法及其制备的臭氧催化氧化催化剂。
技术介绍
流化催化裂化(FCC)是炼油厂普遍采用的重质油轻质化加工工艺之一，也是炼油工业中催化剂用量最大的二次加工工艺。随着原油的日益重质化、劣质化以及高质量轻质油品需求量的不断增加，催化裂化催化剂置换周期明显缩短，因重金属沉积、积炭和高温等因素造成的废催化剂量逐年增加。产生的大量废催化剂若直接排放，不仅污染了环境，而且会造成资源浪费，增加了企业成本。如何对催化裂化废催化剂进行有效的处理和利用，一直是业内人士所关注的问题。目前工业上对废催化剂处理方式主要有磁选法和有机无机耦合法。然而，磁选法对原料的要求比较高，而且对污染较重的废剂并没有处理能力；有机无机耦合法对原料没有限制，却需要较高的成本。FCC催化剂主要组成成份为二氧化硅、氧化铝，还有少量的稀土氧化物及氧化铁等，此外，还具有较大的比表面积和孔体积。在催化裂化加工过程中，装置进料中的重金属大部分沉积在催化剂上，催化裂化反应过程中生成的含碳物质也会沉积在催化剂的表面，因而覆盖了催化剂的活性中心，导致催化剂的活性和选择性下降，最终被更换下来。如果将这部分废催化剂再生然后作为合成其他产品的原料，不仅可以解决因废催化剂带来的环境污染问题，而且可以创造一定的经济效益。因此，以炼油产生的废催化剂为原料制备臭氧催化氧化催化剂具有一定的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种新型的用炼油废催化剂制备臭氧催化氧化催化剂的方法及其制备的臭氧催化氧化催化剂，解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种用炼油废催化剂制备臭氧催化氧化催化剂的方法，包括特征如下：步骤(1)、焙烧：将炼油后的废催化剂置于600-1000℃的马弗炉中焙烧3-5小时；步骤(2)、酸溶：将经过步骤(1)焙烧后的所述废催化剂于50-80℃的酸溶液中浸渍1-4小时；步骤(3)、碱溶:将经过步骤(2)酸溶后的所述废催化剂水洗至中性后，浸没于碱性溶液中1-3小时；步骤(4)、水洗:将经过将步骤(3)碱溶后的所述废催化剂置于50-100℃的热水中冲洗；步骤(5)、活化:将经过步骤(4)水洗后的所述废催化剂浸没于质量浓度为0.5％-2％的铵盐溶液中0.5-2小时；步骤(6)、干燥粉碎:将经过步骤(5)活化后的所述废催化剂放入100-110℃的烘箱中恒温4-8小时，得到再生活化的废催化剂；步骤(7)、造粒:将活性组分、所述再生活化的废催化剂、扩孔剂、胶凝剂和氧化铝粉末混合，其中按照质量比例分别为：所述活性组分2-14％、所述再生活化的废催化剂30-80％、扩孔剂2-20％、胶凝剂1-10％和氧化铝粉末5％-30％，总质量为100％；混合并搅拌均匀后投入到造粒机中，滚至2-8mm时取出，得到的成型催化剂；其中，所述活性组分为MnO2、Co3O4、Fe3O4、Fe2O3、CoO、Sb2O3或SnO2中的一种或几种。还包括步骤(8)、干燥焙烧:将步骤(7)得到的所述成型催化剂放置100-110℃的烘箱中干燥3-5小时；然后置于400-800℃的马弗炉内焙烧2-6小时，得到臭氧催化氧化催化剂。步骤(8)中，将步骤(7)得到的所述成型催化剂放置105℃的烘箱中干燥4小时；然后置于550℃的马弗炉内焙烧4小时，得到臭氧催化氧化催化剂。步骤(2)中所述酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸中的一种或几种；步骤(3)中所述碱性溶液为氢氧化钠或者碳酸钠溶液中的一种或几种.所述扩孔剂为炭黑粉、木粉、煤粉、聚乙二醇或聚乙烯醇中的一种；所述胶凝剂为粘土、石灰、水泥或铝溶胶中的一种。步骤(1)、焙烧：将炼油后的废催化剂置于800℃的马弗炉中焙烧4小时；步骤(2)、酸溶：将经过步骤(1)焙烧后的所述废催化剂于60℃的酸溶液中浸渍2小时；所述酸溶液为体积分数为2％的硫酸溶液；步骤(3)、碱溶:将经过步骤(2)酸溶后的所述废催化剂水洗至中性后，按照质量体积比为1：1.5的比例将所述废催化剂和氢氧化钠溶液混合，浸渍2小时；步骤(4)、水洗:将经过将步骤(3)碱溶后的所述废催化剂置于80℃的热水中冲洗1-3次；步骤(5)、活化:将经过步骤(4)水洗后的所述废催化剂浸没于质量浓度为1.5％的铵盐溶液中1小时；所述铵盐为硝酸铵或者碳酸铵中的一种。步骤(6)、干燥粉碎:将经过步骤(5)活化后的所述废催化剂放入105℃的烘箱中恒温5小时，得到再生活化的废催化剂；步骤(7)、造粒:将活性组分、所述再生活化的废催化剂、扩孔剂、胶凝剂和氧化铝粉末混合，其中按照质量比例分别为：所述活性组分8％、所述再生活化的废催化剂75％、扩孔剂5％、胶凝剂2％和氧化铝粉末10％，总质量为100％；混合并搅拌均匀后投入到造粒机中，滚至2-3mm时取出，得到的成型催化剂。一种用炼油废催化剂制备的臭氧催化氧化催化剂，包括混合均匀的活性组分、再生活化的废催化剂、扩孔剂、胶凝剂和氧化铝粉末，其中质量百分比为：所述活性组分2-14％、所述再生活化的废催化剂30-80％、扩孔剂2-20％、胶凝剂1-10％和氧化铝粉末5％-30％，总质量为100％；所述活性组分为MnO2、Co3O4、Fe3O4、Fe2O3、CoO、Sb2O3或SnO2中的一种或几种。其中质量百分比为：所述活性组分8％、所述再生活化的废催化剂75％、扩孔剂5％、胶凝剂2％和氧化铝粉末10％，总质量为100％。混合均匀的活性组分、再生活化的废催化剂、扩孔剂、胶凝剂和氧化铝粉末在造粒机中，滚至2-8mm时取出，得到的成型催化剂。混合均匀的活性组分、再生活化的废催化剂、扩孔剂、胶凝剂和氧化铝粉末在造粒机中，滚至2-3mm时取出，得到的成型催化剂。本专利技术的目的在于制备一种价格低廉、绿色环保型的臭氧催化氧化催化剂。一方面避免了废催化裂化催化剂产生的环境污染问题，另一方面新制备的催化剂在一定程度上能够促使臭氧分解产生更多的羟基自由基，加快反应速率，从而提高污水处理效果。如图2所示为本专利技术的工艺流程图。上述制备方法包括以下步骤：(1)焙烧。将废催化剂置于600-1000℃的马弗炉中焙烧1-5小时。焙烧的目的是去除催化裂化反应过程中沉积在催化剂表面的含碳物质，恢复堵塞的孔道。(2)酸溶。将焙烧后的废催化剂于50-80℃的酸溶液中浸渍1-4小时。一方面有利于废剂中镍、钒等金属的脱除，从而降低金属含量；另一方面使大部分硫化物转化为可溶的硫酸盐而去除，使内部结构更为疏松并增加与活性组分的接触概率。(3)碱溶。将酸溶后的废剂水洗至中性后，浸没于碱性溶液中1-3小时，以进一步去除废催化剂中吸附的重金属物质。(4)水洗。将步骤(3)得到的碱溶后的废催化剂置于50-100℃的热水中冲洗1-3次，目的是冲洗掉粘附在催化剂上的可溶性盐。(5)活化。将水洗后的废催化剂浸没于浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用炼油废催化剂制备臭氧催化氧化催化剂的方法，其特征在于，包括特征如下：步骤(1)、焙烧：将炼油后的废催化剂置于600‑1000℃的马弗炉中焙烧3‑5小时；步骤(2)、酸溶：将经过步骤(1)焙烧后的所述废催化剂于50‑80℃的酸溶液中浸渍1‑4小时；步骤(3)、碱溶:将经过步骤(2)酸溶后的所述废催化剂水洗至中性后，浸没于碱性溶液中1‑3小时；步骤(4)、水洗:将经过将步骤(3)碱溶后的所述废催化剂置于50‑100℃的热水中冲洗；步骤(5)、活化:将经过步骤(4)水洗后的所述废催化剂浸没于质量浓度为0.5％‑2％的铵盐溶液中0.5‑2小时；步骤(6)、干燥粉碎:将经过步骤(5)活化后的所述废催化剂放入100‑110℃的烘箱中恒温4‑8小时，得到再生活化的废催化剂；步骤(7)、造粒:将活性组分、所述再生活化的废催化剂、扩孔剂、胶凝剂和氧化铝粉末混合，其中按照质量比例分别为：所述活性组分2‑14％、所述再生活化的废催化剂30‑80％、扩孔剂2‑20％、胶凝剂1‑10％和氧化铝粉末5％‑30％，总质量为100％；混合并搅拌均匀后投入到造粒机中，滚至2‑8mm时取出，得到的成型催化剂；其中，所述活性组分为MnO2、Co3O4、Fe3O4、Fe2O3、CoO、Sb2O3或SnO2中的一种或几种。...

【技术特征摘要】
1.一种用炼油废催化剂制备臭氧催化氧化催化剂的方法，其特征在于，包括特征如下：
步骤(1)、焙烧：将炼油后的废催化剂置于600-1000℃的马弗炉中焙烧3-5小时；
步骤(2)、酸溶：将经过步骤(1)焙烧后的所述废催化剂于50-80℃的酸溶液中浸渍1-4小时；
步骤(3)、碱溶:将经过步骤(2)酸溶后的所述废催化剂水洗至中性后，浸没于碱性溶液中1-3小时；
步骤(4)、水洗:将经过将步骤(3)碱溶后的所述废催化剂置于50-100℃的热水中冲洗；
步骤(5)、活化:将经过步骤(4)水洗后的所述废催化剂浸没于质量浓度为0.5％-2％的铵盐溶液中0.5-2小时；
步骤(6)、干燥粉碎:将经过步骤(5)活化后的所述废催化剂放入100-110℃的烘箱中恒温4-8小时，得到再生活化的废催化剂；
步骤(7)、造粒:将活性组分、所述再生活化的废催化剂、扩孔剂、胶凝剂和氧化铝粉末混合，其中按照质量比例分别为：所述活性组分2-14％、所述再生活化的废催化剂30-80％、扩孔剂2-20％、胶凝剂1-10％和氧化铝粉末5％-30％，总质量为100％；混合并搅拌均匀后投入到造粒机中，滚至2-8mm时取出，得到的成型催化剂；
其中，所述活性组分为MnO2、Co3O4、Fe3O4、Fe2O3、CoO、Sb2O3或SnO2中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的用炼油废催化剂制备臭氧催化氧化催化剂的方法，其特征在于，还包括步骤(8)、干燥焙烧:将步骤(7)得到的所述成型催化剂放置100-110℃的烘箱中干燥3-5小时；然后置于400-800℃的马弗炉内焙烧2-6小时，得到臭氧催化氧化催化剂。
3.根据权利要求2所述的用炼油废催化剂制备臭氧催化氧化催化剂的方法，其特征在于，步骤(8)中，将步骤(7)得到的所述成型催化剂放置105℃的烘箱中干燥4小时；然后置于550℃的马弗炉内焙烧4小时，得到臭氧催化氧化催化剂。
4.根据权利要求1所述的用炼油废催化剂制备臭氧催化氧化催化剂的方法，其特征在于，步骤(2)中所述酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸中的一种或几种；
步骤(3)中所述碱性溶液为氢氧化钠或者碳酸钠溶液中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的用炼油废催化剂制备臭氧催化氧化催化剂的方法，其特征在于，所述扩孔剂为炭黑粉、木粉、煤粉、聚乙二醇或聚乙烯醇中的一种；所述胶凝剂为粘土、石灰、水泥或铝溶胶中的一种。
6.根据权利要求1所述的用炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹普晅，尹胜奎，赵毓璋，曹文彬，曹海燕，耿天甲，赵童，曹嵩，吴冠龙，
申请(专利权)人：北京今大禹环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11