[发明专利]一种利用甲醇制烯烃废催化剂制备氧化铝及含磷肥料的方法

说明书

本发明涉及磷酸硅铝分子筛回收利用技术领域，尤其是公开了一种利用甲醇制烯烃废催化剂制备氧化铝及含磷肥料的方法，通过将废催化剂煅烧分解后，通过硫酸铝铵分解法回收得到高纯度的氧化铝，通过酸解熟化得到硅磷氮三元素复混肥料。本发明工艺步骤简单，过程稳定可控，可操作性强，可同时生产纯度大于99％的高纯Al₂O₃和有效养分大于30％的硅磷氮三元素复混肥料，实现对甲醇制烯烃废催化剂的回收利用，减少废催化剂对环境的污染，对发展我国的煤化工具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及磷酸硅铝分子筛回收利用技术领域，尤其是涉及一种利用甲醇制烯烃废催化剂制备氧化铝及含磷肥料的方法。

背景技术

低碳烯烃(乙烯、丙烯)是石油化学工业最重要的基础原料，目前其工业生产主要依赖于石油路线。由于石油资源日渐枯竭，研发天然气基、煤基和生物基路线合成低碳烯烃已成为热点。其中，以煤、天然气等为原料经由甲醇合成低碳烯烃(Methanol ToOlefins，简称MTO)技术备受关注，是目前在技术经济上具有较强竞争力的合成路线。

MTO反应最适宜的催化剂为SAPO系列催化剂(磷酸硅铝分子筛)，但SAPO系列催化剂极易因结焦而失活，在较高反应温度和较高空速条件下，单程寿命较短，另外，甲醇制烯烃反应的技术特点决定了该反应是在具有连续反应再生的循环流化床中进行，会因磨耗不断产生粒度分布不符合流态化要求而无法再参与反应的催化剂废粉。如果废弃上述SAPO系列废催化剂废将会给环保带来问题，并且催化剂价格又较高。因此，若对上述SAPO系列废催化剂进行回收利用，可降低减少废催化剂对环境的污染，对于发展我国的煤化工具有重要的意义。

申请公布号CN106540744A的中国专利公开了用于硅铝磷分子筛微球催化剂的回用方法，是将回用的催化剂做为合成SAPO类分子筛的部分原料。该方法采用回用的微球催化剂、硅源、铝源、磷源、模板剂及去离子水作为原料，或可以添加一定金属，按照一定比例混合均匀，在150-250℃下晶化12-48小时得到分子筛液，再经过洗涤、干燥得到SAPO类分子筛或Me-SAPO分子筛原粉。该回用方法只能对催化剂制备过程中所产生的少量细粉回收利用，并不适合对甲醇制烯烃废催化剂的回收利用。

发明内容

本发明是为了提供一种工艺步骤简单，过程稳定可控，可操作性强的利用甲醇制烯烃废催化剂制备氧化铝及含磷肥料的方法，通过该方法可同时生产纯度大于99％的高纯Al₂O₃和有效养分大于30％的硅磷氮三元素复混肥料，实现对甲醇制烯烃废催化剂的回收利用，减少废催化剂对环境的污染，对发展我国的煤化工具有重要的意义。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种利用甲醇制烯烃废催化剂制备氧化铝及含磷肥料的方法，包括以下步骤：

(1)将废催化剂与分解助剂混合均匀后送入回转窑内进行一次煅烧，冷却，得一次煅烧料。SAPO系列催化剂具有稳定的氧键结构，本发明中通过加入分解助剂使废催化剂中稳定的氧键结构能在分解助剂的作用下发生断裂，破坏SAPO的骨架多孔结构，使其变为利于酸解的氧化物组成分子，同时促进废催化剂中的有机化合物结焦完全燃烧变为二氧化碳和水，消除有害的含碳有机化合物。

(2)将一次煅烧料与硫酸铵混合后送入盘式隧道窑进行二次煅烧，冷却，得二次煅烧料。一次煅烧料与硫酸铵混合进行二次煅烧反应以使一次煅烧料中的氧化铝与硫酸铵反应生成硫酸铝铵。

(3)将二次煅烧料加入硫酸溶液中浸出，冷却，过滤，得含有硫酸铝铵的滤液及含SiO₂、P₂O₅的滤出物。通过酸液浸出使硫酸铝完全溶解，便于进行固液分离。