一种含蜡催化剂中催化剂及蜡的回收方法 |
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| 申请号 | CN201811313971.6 | 申请日 | 2018-11-06 | 公开(公告)号 | CN109317220A | 公开(公告)日 | 2019-02-12 |
| 申请人 | 上海兖矿能源科技研发有限公司; | 发明人 | 孙启文; 张金泉; 董良; 颜芳; 吴建民; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种含蜡催化剂中催化剂及蜡的回收方法，该方法步骤为：含 石蜡 催化剂进行过滤，得到含蜡催化剂 滤饼 和成品石蜡；用洗涤 溶剂 洗涤含蜡催化剂滤饼，通过输送 泵 循环，将含蜡催化剂滤饼中的蜡洗涤下来，得到洗涤液；将洗涤液送入精馏塔，塔顶的溶剂重复利用，塔底作为产品送出；洗涤溶剂为沸点低于200℃的 烃 类化合物，优选为石脑油、环己烷或丙 酮 的一种或几种。本发明具有工艺流程简单，可以同时回收催化剂和成品石蜡，与传统废催化剂过滤技术相比，可以多回收与废催化剂约同等 质量 的石蜡，回收的催化剂纯度高，经过再生工艺处理后可以重复使用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种含蜡催化剂中催化剂及蜡的回收方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种含蜡催化剂中催化剂及蜡的回收方法技术领域背景技术[0002] 费托合成过程就是利用合成气，在催化剂的作用下和200～300℃，2.0～5.0MPa的操作条件下在浆态床中进行费托合成，生产有机烃类化合物。费托合成所用催化剂有多种，常用的为铁基或钴基催化剂， [0003] 浆态床反应器的催化剂在使用一段时间后，活性会降低，因此需要定期补充新鲜催化剂浆液，同时也要排出相应的活性降低的废催化剂浆液，传统的做法是将废催化剂浆液通过过滤机过滤后回收部分石蜡，蜡含量在40～60％催化剂滤渣作为燃料送燃煤锅炉掺烧，目前并无专门的锅炉，燃煤锅炉并不适合燃烧废渣，掺烧造成燃煤锅炉排渣困难，尾气污染物排放增加。 [0004] 中国专利CN101844093A公布了一种用于再生用过的颗粒状含蜡钴基费托合成催化剂的方法，该方法包括使用过的含蜡催化剂顺序经历脱蜡处理、氧化处理和还原处理。在所述脱蜡处理过程中，将用过的含蜡催化剂至少部分地脱蜡，产生脱蜡的催化剂颗粒。在所述氧化处理期间，使含氧气体在操作温度为150～450℃条件下通过脱蜡的催化剂颗粒床，并且通过使用冷却装置从所述催化剂颗粒床移除热来控制操作温度；在还原处理过程中，将所述氧化的催化剂颗粒还原，从而再生所述催化剂。该专利采用氧化处理脱除催化剂表面的蜡滤渣，这对百万吨级费托合成工厂而言，每年可造成数万吨的蜡资源浪费；并且此方法对于催化剂的回收过程来说，回收工艺复杂。 [0005] 中国专利CN1563280A公布了一种浆态床费托合成废钴基催化剂与重质烃的分离回收方法，用初馏点为210℃的液体石蜡对废钴基催化剂与重质烃的混合物在加热搅拌下抽屉三到四次，再用二甲苯溶剂抽提分离两到三次，抽提分离回收到的液体石蜡与重质烃的混合物直接用于油品加工或返回浆态床反应器作为反映介质循环利用，处理后的废钴基催化剂直接用于回收金属钴；此发明需要用液体石蜡和二甲苯作为溶剂对含蜡催化剂多次洗涤，多次沉降，操作步骤多，操作时间长，过程中需要不断加入新的洗涤溶解，不利于提高环境效益和经济效益。因此，研究分离技术，实现费托合成中的蜡资源和催化剂的高效分离、便捷回收利用具有重要的经济意义。 发明内容[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： [0008] 一种含蜡催化剂中催化剂及蜡的回收方法，包括以下步骤： [0009] (1)含石蜡催化剂进行过滤，得到含蜡催化剂滤饼和成品石蜡； [0010] (2)用洗涤溶剂洗涤步骤(1)中得到的含蜡催化剂滤饼，得到洗涤液和回收催化剂滤饼； [0011] (3)将洗涤液送入精馏塔，分离石蜡和洗涤溶剂。 [0012] 具体地，包括以下步骤： [0013] (1)将含石蜡催化剂先送入废蜡原料罐再通过过滤机过滤，不合格滤液经过滤缓冲罐返回至过滤机，合格滤液为成品石蜡，过滤机中得到含蜡催化剂； [0014] (2)用洗涤溶剂进入过滤机中洗涤含蜡催化剂滤饼，洗涤液送入过滤缓冲罐，循环洗涤，得到洗涤液和回收催化剂滤饼； [0015] (3)过滤缓冲罐中的洗涤液送入精馏塔回收洗涤溶剂和石蜡，回收的洗涤溶剂进入洗涤液罐循环利用。 [0016] 其中，步骤(1)中废蜡原料罐的压力设为0.2～0.5MPaG，产生的含蜡催化剂滤饼采用氮气吹干； [0017] 步骤(2)中过滤机中产生回收催化剂滤饼，该回收催化剂滤饼用氮气吹干； [0018] 所述含石蜡催化剂选自费托合成反应中使用的钴基催化剂或铁基催化剂的一种或二者的混合物；所述含石蜡催化剂的石蜡含量为5～80％。 [0019] 所述废蜡原料罐至少配有一台，该废蜡原料罐内设有氮气鼓泡管、加热盘管，所述氮气鼓泡管上设有氮气加入阀。 [0020] 废蜡原料罐内部压力通过氮气鼓泡管上的氮气加入阀的开度来控制，通过控制废蜡原料罐的压力将含蜡催化剂送入过滤机。 [0021] 所述过滤机采用具有自动卸渣功能的过滤机，所述过滤机为筒式过滤机或密闭叶片式过滤机； [0023] 所述过滤缓冲罐至少配有一台，该过滤缓冲罐内设有加热盘管，该过滤缓冲罐与氮气管线相连，所述氮气管线上设有氮气加入阀，该罐的压力通过滤缓冲罐的氮气加入阀的开度来控制。 [0024] 所述过滤缓冲罐出口至少与一台输送泵管道连接。 [0025] 所述洗涤溶剂为沸点低于200℃的烃类化合物，优选为石脑油、环己烷或丙酮的一种或几种。 [0026] 所述洗涤液罐内温度为40～100℃，压力为0.1～0.5MPaG；所述过滤缓冲罐内温度为40～100℃，压力为0.05～0.3MPaG。 [0027] 所述精馏塔为板式塔，塔板数为4～20。 [0028] 具体操作过程为： [0029] 一、石蜡过滤 [0030] 来自浆态床反应器的废催化剂浆液，首先进入到废蜡原料罐中，在废蜡过滤罐中减压至0.2～0.5MPaG，打开过滤器入口阀门，在过滤器达到一定液位后(过滤器设置高液位开关)，放空阀关闭，过滤器出口阀门打开，由于过滤器没有形成滤饼，此时产生的滤液是不合格的，不合格滤液进入过滤缓冲罐；一定时间后，滤饼形成，滤液合格，切换至合格滤液管线。不合格滤液重新输送到过滤机过滤合格。过滤结束后，采用氮气将滤饼吹干。 [0031] 二、滤饼洗涤 [0032] 来自洗涤液罐的液体，通过压力进入到过滤器内，穿过滤饼后洗涤液进入过滤缓冲罐，待过滤缓冲罐达到一定液位后，开启输送泵，洗涤液通过过滤机进行循环，一定时间后，洗涤结束，采用氮气将滤饼吹干后卸除。 [0033] 三、洗涤回收 [0034] 来自洗涤液罐的滤饼洗涤液，通过输送泵送入精馏塔内，塔底产品送入产品槽，塔顶合格产品送入洗涤液罐。 [0035] 本发明用于含蜡催化剂中催化剂及蜡的回收，该方法以费托合成中含蜡催化剂为原料，在过滤器中形成滤饼，由于费托合成催化剂的微孔结构，形成的滤饼蜡含量很高，过滤器内再加入洗涤溶剂，通过输送泵循环，将滤饼的蜡洗下来，洗涤后的溶剂再进行精馏，塔顶的溶剂重复利用，塔底作为产品送出。 [0036] 与现有技术相比，本发明通过过滤+洗涤的工艺，尽可能地回收了石蜡和催化剂，做到了降耗减排的目的；洗涤液精馏分离后可以循环使用。本发明的分离技术的流程短、操作步骤简单便捷、效率高；洗涤溶剂回收，不向外界环境排出废物，生产过程清洁无污染；可实现变废为宝，减少焚烧炉焚烧所造成潜在的二次环境污染以及资源浪费问题。 [0037] 本发明具有工艺流程简单，可以同时回收催化剂和成品石蜡，与传统废催化剂过滤技术相比，可以多回收与废催化剂约同等质量的石蜡，回收的催化剂纯度高，回收的催化剂蜡质量含量仅为1～2％，经过再生工艺处理后可以重复使用。附图说明 [0038] 图1为本发明的工艺流程图； [0039] 图中，1为过滤机，2为废蜡原料罐，3为过滤缓冲罐，4为精馏塔，5为洗涤液罐，6为输送泵，7为精馏塔再沸器，8为精馏塔顶冷却器，9为精馏塔回流槽，10为原料管线，11为洗涤液管线，12为滤液管线，13为排滤渣口，14为合格滤液出口，15为不合格滤液出口，16为滤液循环管线，17为精馏入口管线，18为精馏塔底出口管线，19为精馏塔顶出口管线。 具体实施方式[0040] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。 [0041] 实施例1 [0042] 一种含蜡催化剂中催化剂及蜡的回收方法，本发明采用的工艺流程如图1所示，其中废蜡原料罐2用于储存待过滤的含蜡催化剂浆液，储存的含蜡催化剂通过压力送入过滤机1进行过滤；废蜡原料罐设有一台，该原料罐内有氮气鼓泡管、加热盘管，压力通过原料罐的氮气加入阀的开度来控制，通过控制原料罐的压力将含蜡催化剂送入过滤机；过滤机1为带自动卸渣功能的筒式过滤机，过滤机配置常规的进料管线、出料管线、卸渣口，辅助管线有氮气置换管线，钝化管线和放空管线；过滤缓冲罐3用于储存不合格滤液或储存洗涤后的洗涤液，配有一台，过滤缓冲罐内有加热盘管，该过滤缓冲罐与氮气管线相连，氮气管线上设有氮气加入阀，压力氮气加入阀的开度来控制；精馏塔4用于将洗涤液和石蜡分离；洗涤液罐5用于储存洗涤液；通过输送泵6至少设置一台，将不合格滤液送回过滤机1进行循环过滤，或者通过输送泵6将洗涤滤液送回过滤机1进行循环过滤，或者通过输送泵6可以将洗涤滤液送入精馏塔4中；精馏塔4塔底设有精馏塔再沸器7，用于将塔底液体部分汽化后送回精馏塔；精馏塔4塔顶设有精馏塔顶冷却器8，将塔顶蒸汽冷凝成液体，冷凝液体进入精馏塔回流槽9，储存塔顶回流液，回流液一部分返回精馏塔上部，一部分作为塔顶采出的洗涤溶解进入洗涤液罐5；原料管线10将废蜡原料罐2的出口连接到过滤机1入口；洗涤液管线11将洗涤液罐5的出口连接到过滤机1入口；滤液管线12为过滤机1滤液出口管线，合格滤液连接到合格滤液出口14，不合格滤液连接到不合格滤液出口15，然后进入洗涤液罐5储存；过滤机1上设置排滤渣口13，用于排出洗涤好的催化剂滤饼；滤液循环管线16用于将过滤缓冲罐3出口物料通过输送泵输送到过滤机1入口；精馏入口管线17为精馏塔进料管线，用于将过滤缓冲罐3物料出口通过输送泵6连接到精馏塔4入口；精馏塔底出口管线18为精馏合格的塔底液体送出管线；精馏塔顶出口管线19为精馏合格的塔顶液体送出管线。 [0043] 原料含蜡催化剂来自浆态床反应器的浆液中催化剂，催化剂重量浓度30％，粒度分布200μm；采用的洗涤溶剂为沸点低于200℃的石脑油。 [0044] 来自浆态床反应器的含蜡催化剂浆液500kg，该浆液的压力2MPaG，温度200℃，进入到废蜡原料罐2中，减压至0.5MpaG；打开过滤机1入口阀门，过滤机1上设置高液位开关，在过滤机1达到一定液位后，放空阀关闭，过滤器出口阀门打开，由于过滤机1没有形成滤饼，此时产生的滤液是不合格的，不合格滤液进入过滤缓冲罐3，一定时间后，观察到滤液合格，切换至合格滤液出口14。过滤缓冲罐3中的不合格滤液由输送泵6重新输送到过滤机1过滤合格。过滤结束后，采用氮气将含蜡催化剂滤饼吹干。 [0045] 来自洗涤液罐5的低温冷凝物500kg，其压力为0.3MPaG，温度为80℃，该低温冷凝物作为洗涤溶剂洗涤含蜡催化剂滤饼，洗涤溶剂通过压力进入到过滤机1内，穿过滤饼后的洗涤溶剂进入过滤缓冲罐3，过滤缓冲罐3的压力0.1MPaG，温度80℃，待过滤缓冲罐3达到一定液位后，开启输送泵6，洗涤溶剂通过过滤机1进行循环，洗涤结束，过滤机1中的滤饼为回收催化剂滤饼，采用氮气将回收催化剂滤饼吹干后卸除；缓冲罐3中存储有滤饼洗涤液。 [0046] 将滤饼洗涤液通过输送泵6送入精馏塔内，精馏塔为板式塔，塔板数为4；塔底产品为蜡，送入产品槽；塔顶产品为洗涤溶剂，合格洗涤溶剂产品送入洗涤液罐5作为下一次洗涤液备用。 [0047] 本实施例的试验结果为：清洗前滤饼蜡含量为40％wt；清洗后滤饼蜡含量为2％wt；清洗液消耗量20kg；石蜡回收量190kg。 [0048] 实施例2 [0049] 本实施例的工艺流程图与实施例1中相同。 [0050] 具体过程为： [0051] 原料含蜡催化剂来自浆态床反应器的浆液中催化剂，催化剂重量浓度10％，粒度分布250μm；采用的洗涤溶剂为丙酮。 [0052] 来自浆态床反应器的含蜡催化剂浆液500kg，该浆液的压力1MPaG，温度140℃，进入到废蜡原料罐2中，减压至0.2MpaG；采用自动卸渣功能的密闭叶片式过滤机；打开过滤机1入口阀门，过滤机1上设置高液位开关，在过滤机1达到一定液位后，放空阀关闭，过滤器出口阀门打开，由于过滤机1没有形成滤饼，此时产生的滤液是不合格的，不合格滤液进入过滤缓冲罐3，一定时间后，观察到滤液合格，切换至合格滤液出口14。过滤缓冲罐3中的不合格滤液由输送泵6重新输送到过滤机1过滤合格。过滤结束后，采用氮气将含蜡催化剂滤饼吹干。 [0053] 来自洗涤液罐5的低温冷凝物500kg，其压力为0.1MPaG，温度为40℃，该低温冷凝物作为洗涤溶剂洗涤含蜡催化剂滤饼，洗涤溶剂通过压力进入到过滤机1内，穿过滤饼后的洗涤溶剂进入过滤缓冲罐3，过滤缓冲罐3的压力0.05MPaG，温度40℃，待过滤缓冲罐3达到一定液位后，开启输送泵6，洗涤溶剂通过过滤机1进行循环，洗涤结束，过滤机1中的滤饼为回收催化剂滤饼，采用氮气将回收催化剂滤饼吹干后卸除；缓冲罐3中存储有滤饼洗涤液。 [0054] 将滤饼洗涤液通过输送泵6送入精馏塔内，精馏塔为板式塔，塔板数为10，塔底产品为蜡，送入产品槽；塔顶产品为洗涤溶剂，合格洗涤溶剂产品送入洗涤液罐5作为下一次洗涤液备用。 [0055] 本实施例的试验结果为：清洗前滤饼蜡含量为40％wt；清洗后滤饼蜡含量为1％wt；清洗液消耗量8kg；石蜡回收量180kg。 [0056] 实施例3 [0057] 本发明的工艺流程图与实施例1中相同。 [0058] 具体过程为： [0059] 原料含蜡催化剂来自浆态床反应器的浆液中催化剂，催化剂重量浓度50％，粒度分布5μm；采用的洗涤溶剂为环己烷。 [0060] 来自浆态床反应器的含蜡催化剂浆液500kg，该浆液的压力3MPaG，温度240℃，进入到废蜡原料罐2中，减压至0.4MpaG；采用自动卸渣功能的筒式过滤机，打开过滤机1入口阀门，过滤机1上设置高液位开关，在过滤机1达到一定液位后，放空阀关闭，过滤器出口阀门打开，由于过滤机1没有形成滤饼，此时产生的滤液是不合格的，不合格滤液进入过滤缓冲罐3，一定时间后，观察到滤液合格，切换至合格滤液出口14。过滤缓冲罐3中的不合格滤液由输送泵6重新输送到过滤机1过滤合格。过滤结束后，采用氮气将含蜡催化剂滤饼吹干。 [0061] 来自洗涤液罐5的低温冷凝物500kg，其压力为0.5MPaG，温度为100℃，该低温冷凝物作为洗涤溶剂洗涤含蜡催化剂滤饼，洗涤溶剂通过压力进入到过滤机1内，穿过滤饼后的洗涤溶剂进入过滤缓冲罐3，过滤缓冲罐3的压力0.3MPaG，温度100℃，待过滤缓冲罐3达到一定液位后，开启输送泵6，洗涤溶剂通过过滤机1进行循环，洗涤结束，过滤机1中的滤饼为回收催化剂滤饼，采用氮气将回收催化剂滤饼吹干后卸除；缓冲罐3中存储有滤饼洗涤液。 [0062] 将滤饼洗涤液通过输送泵6送入精馏塔内，精馏塔为板式塔，塔板数为10，塔底产品为蜡，送入产品槽；塔顶产品为洗涤溶剂，合格洗涤溶剂产品送入洗涤液罐5作为下一次洗涤液备用。 [0063] 本实施例的试验结果为：清洗前滤饼蜡含量为39％wt；清洗后滤饼蜡含量为1％wt；清洗液消耗量12kg；石蜡回收量190kg。 |
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