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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,属于催化科学和化工。
技术介绍
1、己内酰胺是生产尼龙-6纤维和工程塑料的重要化工原料,其生产工艺原料种类多、流程复杂,其中氨肟化、重排反应带来的杂质多达30余种,加氢精制过程主要是使杂质中与己内酰胺的性质相近的不饱和物质发生加氢反应,使其在后续的蒸发、蒸馏单元中脱除。
2、目前固定床加氢精制催化剂主要采用ni/γ-al2o3体系,其失活原因主要为:(1)催化剂长期浸泡于己内酰胺水溶液中,γ-al2o3会缓慢发生水合反应,造成催化剂本体皲裂、破碎,进而流失;(2)有机物在催化剂孔道内积聚,覆盖活性点位,造成催化剂加氢性能变差,进而逐步失去活性。据统计,固定床己内酰胺加氢精制催化剂寿命普遍在1年左右,因其镍含量较高(≥25%),若将其以固废形式进行处理,会造成资源浪费,因此有必要对其进行回收利用,降低固体废物的产生量,节约资源,提高经济效益。
3、关于己内酰胺加氢精制催化剂回收利用的研究未见报道,行业内多采用蒸气吹扫的方法来延长催化剂寿命,但效果有限,一般只能延长使用寿命1~2个月,并且蒸气吹扫过程可能会带来催化剂粉化、压降升高等问题。
技术实现思路
1、基于现有技术存在的问题,本专利技术的目的是提供一种失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,该方法过程简单,容易操作,可以使催化剂活性恢复到新鲜催化剂水平。
2、本专利技术采用技术方案如下:
3、一种失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方
4、(1)将粉碎的失活加氢催化剂与浓度为1~5wt%强碱水溶液混合制成浆液a,后在60~80℃下持续混合5~8小时;
5、(2)浆液a经过滤得到催化剂滤饼层,用去离子水洗所述滤饼层后烘干,得滤饼b;
6、(3)将滤饼b在0.2~0.4mpa的空气气氛、220~560℃下焙烧3~12小时后,破碎至粒径不大于20微米,得粉体c;
7、(4)将粉体c与拟薄水铝石均匀混合,再加入硝酸水溶液挤条成型,再在450~600℃下焙烧3~6小时,制得催化剂中间体d;
8、(5)将催化剂中间体d在磷酸水溶液中浸泡后烘干,再于500~600℃下焙烧3~6小时,得催化剂中间体e;
9、(6)将催化剂中间体e在硝酸镍水溶液中浸泡,再经烘干、于500~600℃下焙烧3~6小时制得催化剂中间体f;
10、(7)将催化剂中间体f经氢气还原,即得到再生催化剂。
11、在一些实施方式中,步骤(1)中,所述失活加氢催化剂来源于固定床己内酰胺加氢精制工艺装置,催化剂活性组分为ni,载体为活性氧化铝,例如ni/γ-al203催化剂。
12、在一些实施方式中,步骤(1)中,所述粉碎的失活加氢催化剂的粒径为60~80微米。
13、在一些实施方式中,步骤(1)中,所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两者组合。优选地,强碱水溶液的浓度为1~3wt%。
14、在一些实施方式中,步骤(1)中,所述浆液a总固控制在10wt%~30wt%。
15、在一些实施方式中,步骤(1)中,所述强碱水溶液的温度控制在60~80℃范围内。
16、在一些实施方式中,步骤(1)中,所述混合可以采用任意的方式,只要能够实现物料的混匀即可,例如搅拌。
17、在一些实施方式中,步骤(2)中,浆液a可以在板框过滤机中进行过滤,板框过滤机内压力控制在0.2~0.4mpa范围内。
18、在一些实施方式中,步骤(2)中,所述去离子水电导率不高于5μs/cm。
19、在一些实施方式中,步骤(2)中,用去离子水洗滤饼层至洗涤液的电导率降至300μs/cm以下后烘干。
20、在一些实施方式中,步骤(3)中,所述焙烧在正压焙烧炉中进行,正压焙烧炉压力波动范围控制在±0.1mpa以内。
21、在一些实施方式中,步骤(3)中,在220~560℃下焙烧的程序为:220~240℃恒温保持1~4小时,优选为2小时;370~390℃恒温保持1~4小时,优选为2小时;440~460℃恒温保持1~4小时,优选为2小时;540~560℃恒温保持3~6小时,优选为4小时。
22、在一些实施方式中,步骤(4)中,所述拟薄水铝石胶溶指数不低于95%,其用量为粉体c重量30%~50%。
23、在一些实施方式中,步骤(4)中,所述硝酸水溶液浓度为8wt%~15wt%,优选为10wt%~15wt%;所述硝酸水溶液用量为粉体c重量的0.8~1.1倍。
24、在一些实施方式中,步骤(4)中,所述焙烧时间为3~6小时。
25、在一些实施方式中,步骤(5)中,所述的磷酸水溶液浓度为1wt%~3wt%,优选为1wt%~2wt%;浸泡时间为40~80分钟。
26、在一些实施方式中,步骤(6)中,所述硝酸镍水溶液中硝酸镍浓度依据催化剂中间体e中镍含量和催化剂中间体e吸水率来确定,以确保催化剂中间体f中镍含量不低于25%,硝酸镍水溶液浓度以每克水含硝酸镍克数的形式表示,具体计算公式为:
27、
28、注:公式(1)中a为催化剂中间体e中镍含量(wt%);b为催化剂中间体e吸水率(wt%)。
29、在一些实施方式中,步骤(6)中,将催化剂中间体e在硝酸镍水溶液中浸泡的时间为40~80分钟。
30、在一些实施方式中,步骤(6)中,所述焙烧的时间为3~6小时。
31、在一些实施方式中,步骤(7)中,氢气还原在450~500℃下进行。
32、在一些实施方式中,步骤(7)中,再生催化剂在除氧水中保存,其加氢性能与新鲜催化剂相当。
33、在一些实施方式中,上述方法中,所述烘干步骤均可在100~130℃下进行。
34、有益效果:
35、本专利技术发现,由于己内酰胺加氢精制过程为液相加氢过程,原料中不存在硫、砷、氯等使催化剂永久失活的物质,且加氢过程温度低,无积碳、聚合等副反应发生,为此,催化剂失活的主要原因为有机物吸附覆盖活性组分和堵塞载体孔道,本专利技术通过对失活催化剂粉碎、强碱溶液打浆洗涤以及正压高温焙烧处理可充分脱除吸附在活性组分表面和载体孔道内的有机物,再经过重新成型和补镍过程可恢复催化剂强度和镍含量,使催化剂活性恢复至新鲜催化剂水平。
36、本专利技术催化剂制备过程中。从失活加氢催化剂到粉体c的流程在常规催化剂生产厂可轻易获得,无需额外投资建设。催化剂的再生所消耗原材料费用为新鲜催化剂的12%~13%,可大幅降低催化剂使用成本。
37、在上文中已经详细地描述了本专利技术,但是上述实施方式本质上仅是例示性,且并不欲限制本专利技术。此外,本文并不受前述现有技术或
技术实现思路
或以下实施例中所描述的任何理论的限制。
38、除非另有明确说明,在整个申请文件中的数值范围包括其中的任何子范围本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(1)中:
3.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(2)中:
4.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(3)中:
5.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(4)中:
6.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(5)中:所述磷酸水溶液浓度为1wt%~3wt%,优选为1wt%~2wt%;浸泡时间为40~80分钟。
7.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(6)中:所述硝酸镍水溶液浓度以每克水含硝酸镍克数的形式表示,具体计算公式为:
8.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(6)中:
9.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化
10.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,所述烘干步骤均在100~130℃下进行。
...【技术特征摘要】
1.一种失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(1)中:
3.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(2)中:
4.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(3)中:
5.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(4)中:
6.根据权利要求1所述的失活己内酰胺加氢催化剂回收利用的方法,其特征在于,步骤(5)中:所述磷酸水溶...
【专利技术属性】
技术研发人员:封志伟,张令霞,许科,周帅林,张群,程时标,王耀红,陈西波,
申请(专利权)人:北京旭阳科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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