[发明专利]利用废加氢催化剂处理有机废气的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，特别涉及一种利用废加氢催化剂处理有机废气的工艺。

背景技术

石油炼制过程和环境污染物的控制及治理也都需要催化剂。据资料统计，全世界每年消费催化剂约80万t，其中炼油催化剂约41.5万t（占52%）。催化剂寿命短的仅数月甚至几天，长的则可达七八年。化工生产中每年生产出大量的废催化剂。这些催化剂多是由于催化剂发生热老化或遭受某些毒物的毒害而部分或全部丧失活性；亦会因一些污染物诸如油污、焦炭等积聚在催化剂活性表面上或堵塞催化剂孔道而降低活性。

催化剂在制备过程中，为了确保催化反应所要求的活性、选择性、耐毒性和一定的强度及寿命等等，常常挑选一些有色金属乃至贵金属作为其主要组分。尽管催化剂在使用过程中某些组分的形态、结构及数量会发生变化，但废催化剂仍然会含有数量不低的有色金属，如铜、镍、钴、铬等有用物质。有的还含有较多的稀贵金属铂、钯、钌等。有时它们的含量远远高于贫矿中所含有的相应组分。例如，冶炼金属镍的硅镍矿仅含2.8%的镍，而一般废镍催化剂的含量可达6%-20%的范围。

因催化反应的需要，有些催化剂在制作过程中不得不采用或添加了一些有毒的组分，如As₂O₃、As₂O₅、CrO₃等。这些毒物往往也存在于废催化剂的组分之中，它们对人体有毒害作用，有些还会致癌。此外催化剂在使用过程中也会吸附上一些来自原料、反应物、设备材质等的毒物，这些催化剂对环境的污染危险性很大，它们当中往往含有硫、砷、铅、汞等毒物。这些毒物随废催化剂排出亦会对周围的环境造成污染。倘若对废催化剂不加处置随意堆放的话，一方面堆积废催化剂需要占据大量的场地；另一方面废催化剂中所含的毒物会随雨水的冲刷而流失，由地表而浸入地下既污染地下水，造成水质污染，又破坏土壤的结构及地面上的植被。废催化剂随日光的照射及挥发还会释放出有害的气体如有机物，从而污染大气。废催化剂随风暴的吹扫则会增加大气中尘粒的悬浮量而污染周围的环境。因此开展废催化剂的回收利用，可以使废催化剂的有害部分减量化，甚至无害化以达到清洁生产的目的，增强企业的竞争能力。并由此解决一系列环境污染的问题，从而产生十分重要的社会效益。

废催化剂经再生后的活性和选择性可能不能达到原反应过程的要求，但其可能能够用作挥发性有机废气催化燃烧催化剂。因为催化燃烧反应是完全氧化反应，不涉及催化剂的选择性。如果能将废催化剂经过再生后用于挥发性有机废气催化燃烧反应，不仅解决了废催化剂回收处理难的问题，也能节约催化燃烧催化剂的成本。

以往对废催化剂的处理方式主要有填埋法、固化处理法、焚化法和再回收利用法。前三种方法皆不是解决废催化剂出路的根本方法，因为它既污染环境，又浪费资源，故有些国家明令禁止使用。唯有再回收利用法才是解决废催化剂的绿色方案，它既节约天然资源，又减少对环境的污染，在大多数情况下还能获得可观的收益。

在废催化剂回收利用方面，目前主要是回收废催化剂中的各种有色金属。催化剂生产厂家大都将从废催化剂中回收的金属组分及其他有用物质再用于新催化剂的制造。目前有些废催化剂竟成为供不应求的抢手货。但其中有些回收工艺落后，设备陈旧，回收率不理想，造成资源的浪费、又有二次污染，需加以改进。由于国内催化剂使用技术总体水平不算高，废催化剂更换频率和数量均高于国外。与国外相比，废催化剂总的回收利用率并不高，资金的投入也较少，有些设备和技术尚跟不上形势的发展。此外国内对废催化剂尚缺乏系统的研究和相应的组织机构和法规，废催化剂的回收利用工作往往受金属价格的波动的影响，一些回收价值不高但污染严重的废催化剂，尚未得到应有的处理。

废催化剂中金属的种类和它们的含量常决定其回收利用的经济效益。对于那些无经济效益废催化剂的回收，往往是为了不浪费资源。例如，对于仅含千分之几的贵金属废催化剂而言，其回收几乎无利可图，但由于贵金属资源紧缺，被迫作为赔本处理的废催化剂来回收，还有些则是出于环保的要求而不得不进行回收处理的。