[发明专利]处理氯铝酸类离子液体废催化剂和碱性废水的系统

说明书

本发明提供一种处理氯铝酸类离子液体废催化剂和碱性废水的系统。该系统包括水解反应器、中和反应器、絮凝沉淀系统、机械脱水装置和干化装置；水解反应器用于将氯铝酸类离子液体废催化剂与浓盐水混合进行水解反应；中和反应器与水解反应器连接，用于将水解反应生成的酸性水解液与包含碱性废水的碱液混合进行中和反应；絮凝沉淀系统与中和反应器连接，用于将中和反应生成的中和液与絮凝剂充分混合并实施沉降分离；机械脱水装置与絮凝沉淀系统连接，用于对经沉降分离形成的浓缩絮体进行脱水处理；干化装置与机械脱水装置连接，用于对经脱水处理形成的湿固渣进行干燥处理。上述系统能够温和地消除废催化剂的活性，操作的稳定性和安全性好。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种处理氯铝酸类离子液体废催化剂和碱性废水的系统。

背景技术

随着国家清洁油品升级战略进入加速推进期，作为理想的清洁汽油调和组分，高辛烷值烷基化油的需求迎来了爆发式的增长。以C4为原料催化烷基化是生产烷基化油的主要工艺，现有的烷基化工艺大多采用氢氟酸法和硫酸法两条传统工艺路线。然而，上述传统工艺路线采用氢氟酸和硫酸作为催化剂，不仅给工艺、设备以及人员造成了巨大的安全隐患，此外工艺过程排放的大量“废酸渣”及含碱废水也构成了重大的环境隐患。即使以高投入对“废酸渣”进行再生处理，烟气SO₂、NO_x和酸雾含量也不能满足环保标准。因此，烷基化油的生产急需更为安全环保的先进工艺。

以离子液体作为烷基化反应的催化剂，在产品转化效率、过程安全性以及环境友好性上要远优于传统的氢氟酸法和硫酸法。与氢氟酸法和硫酸法相比，氯铝酸类离子液体烷基化工艺整体竞争力较强，目前已经被新建的烷基化油生产装置所采用。然而，氯铝酸类离子液体烷基化工艺仍然会产生少量的废催化剂和碱性废水(即碱洗废水)，其中每吨烷基化油副产废催化剂3kg左右、碱洗废水20-30kg，产量分别为硫酸法的5％和3％。氯铝酸类离子液体烷基化工艺产生的废催化剂与新催化剂的组分基本相同，只是活性略有降低，并且含有酸溶性烃，因此具有高活性、高酸性以及高含油等特性，对其进行无害化和资源化处置极为必要。

公开号为CN 105457973 A的发明专利公开了一种对氯铝酸类离子液体废催化剂进行处理的方法及系统，其先将废催化剂与碱溶液进行消解-中和反应从而消除废催化剂的活性与酸性，随后再对废催化剂中的金属和油类资源进行回收。上述方法及系统能够在一定程度上对氯铝酸类离子液体废催化剂进行无害化处理并实现废催化剂中金属和酸溶油的资源化，然而本发明人经大量研究发现，上述方法及系统仍存在以下缺陷：1)在消解反应器中直接加碱对废催化剂进行消解-中和，反应过程非常剧烈，工艺及系统的稳定性与安全性相对较差；2)废催化剂中的酸溶油在消解-中和反应过程中易造成碳化，酸溶油的回收率低于70％，此外回收得到的酸溶油的含水率高(含水率为7％左右)，并且存在颗粒碳杂质(颗粒碳杂质的含量为5％左右)，油品的品质较差；3)对废催化剂进行消解-中和得到的是由水相/酸溶油相/絮体组成的三相混合物，在回收酸溶油时需要对乳化油进行破乳收油，不利于后续处理；4)采用两次絮凝及两次脱水方式回收废催化剂中的金属和酸溶油，工艺相对复杂，操作成本较高。

此外，氯铝酸类离子液体烷基化工艺中，对烷基化油产品进行碱洗是保障油品质量的重要措施，所排放的碱洗废水中通常含有氢氧化钠、偏铝酸钠、氯化钠以及少量的石油类污染物。目前，通常将该碱洗废水排到污水处理系统进行处理，不仅需要投加大量的外源酸类对其进行中和，并且中和后会新增大量的含氢氧化铝物化污泥，中和后废水的盐负荷和有机负荷较高，对污水处理系统的稳定运行构成严重冲击。

由于氯铝酸类离子液体烷基化是石油化工领域的新工艺，对于废催化剂和碱洗废水这两类新型污染源的处理方式尚在不断的探索之中。因此，如何对氯铝酸类离子液体废催化剂和碱洗废水这两类污染源进行无害化、资源化的处理和利用，从而实现氯铝酸类离子液体烷基化工艺的绿色升级，是石油化工领域面临的重大问题。

发明内容