[发明专利]一种臭氧催化氧化催化剂，其制备方法及应用

说明书

一种臭氧催化氧化催化剂，其以重质油梯级分离萃余残渣为原料，经过热裂解、有机溶剂处理、碱液处理及干燥焙烧等处理过程制备，催化剂平均孔径为4.0~10.0nm，比表面积为80~230m²/g，孔容积为0.2~0.4cm³/g，活性金属组分V的含量为300~500μg/g，Ni的含量为300~500μg/g。本发明利用萃余残渣制备催化剂，一方面解决了工业废固问题，另一方面，所制备的催化剂具有较强的处理性能，协同臭氧催化氧化污水，尤其可针对性地处理含难降解有机物多的反渗透浓水，能使其COD降至工业排放标准以下。

技术领域

本发明涉及一种臭氧催化氧化催化剂，属于工业废水处理领域。

背景技术

随着炼油厂原料的重质化、劣质化，伴生炼油污水的水质也在不断的趋于恶化，这就对炼油厂的污水处理提出了更高的技术要求。炼油污水经过物化处理（隔油+气浮）、生化处理（厌氧/好氧）后，COD浓度范围一般为80mg/L~120mg/L，但是，由于易生物降解的有机污染物在生化处理过程中被逐级去除，使得该低浓度COD的组成以分子结构复杂、生物降解难度大的极性污染物类型为主，采用微生物手段继续降解COD满足不大于60mg/L要求的技术可行性较小，特别是对一些含硫或其他杂原子的杂环化合物等极性有机污染物的降解比较困难。

臭氧多相催化氧化方法被认为是处理难降解有机污染物的优选技术，炼油厂含盐污水（包括含盐污水系统排水、反渗透浓水)除了具有较高的无机盐含量，其有机污染负荷以低浓度、难降解为主要特征，臭氧催化氧化方法已被证明适合炼油含盐污水的深度处理,许多相关专利文献已有报道。如CN102616995A（一种反渗透浓水的臭氧催化氧化与生化复合处理装置及其应用方法）、CN102153171A（一种反渗透和臭氧催化氧化处理炼油废水组合方法）、CN102070238B（一种臭氧催化氧化处理炼化废水反渗透浓水的工艺方法）、CN102372376A（一种反渗透浓水的处理方法）、CN102040312B（一种反渗透浓水的处理方法）、CN102126781A（一种石化废水反渗透浓缩液的处理方法）以及CN102923913A（一种含环烷酸炼油污水的组合处理方法）等。通过对上述专利技术的考察发现，催化剂的技术经济性差，多以颗粒活性炭以及γ-Al₂O₃为载体负载金属/贵金属/稀土氧化物制备多相催化剂，不仅制备工艺复杂、成本高，而且在处理过程中也存在活性组分流失的问题。

重质油梯级分离萃余残渣来源于重质油梯级分离工艺，该工艺采用超临界流体萃取分流技术，以戊烷为溶剂对重质油进行深度切割分离，得到多个5%窄馏分和萃余残渣。我国目前每年要加工处理约1.4亿吨重质油，占原油加工量约40%，产生的大量残渣被当做固废处理。

发明内容

为解决现有技术中协同臭氧多相催化氧化方法中应用的催化剂经济性差，制备工艺复杂，催化活性低的问题，本发明拟提供一种臭氧催化氧化催化剂，其对重质油梯级分离萃余残渣进行了处理，制备得到的臭氧催化氧化催化剂具备良好的孔结构，其具有相当的活性金属成分，可用于处理炼油厂含盐污水系统排水、反渗透浓水等低浓度难降解的含盐污水，并解决了废固问题。

本发明第一方面的技术目的是提供一种臭氧催化氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，将重质油梯级分离萃余残渣与700~950℃、惰性气氛下热裂解0.5~2h；

第二步，将经第一步处理的萃余残渣依次用二氯甲烷、乙醇和碱液浸泡分别处理0.5~2h，处理过程辅以超声；

第三步，将经第二步处理后的萃余残渣进行干燥、焙烧。

本发明第二方面的技术目的是提供利用以上方法制备的臭氧催化氧化催化剂。