[发明专利]一种以FCC废催化剂为原料制备锆铝空心球及其生产工艺与应用

说明书

本公开涉及一种以FCC废催化剂为原料制备锆铝空心球及其生产工艺与应用，该空心球是由以下重量份原料制成：FCC废催化剂70～85份，煤矸石0.5～3份，二氧化锆2～4份，三氧化二铝14～18份，二氧化硅0.5～1.5份，羧甲基纤维素钠1～2份。本公开制备的锆铝空心球材料具有容重轻、耐高温、热稳定性好、热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好、隔声、电绝缘和化学稳定性好等优点。

技术领域

本公开涉及一种以FCC废催化剂为原料制备锆铝空心球及其生产工艺与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

催化裂化(FCC)催化剂是现代石油炼制工艺必不可少的催化剂，可使石油原料发生裂解转化为裂化气、汽油和柴油，特别是国内炼油企业。FCC催化剂在使用过程中，由于重金属元素以及其他无机元素在催化剂表面沉积，导致催化剂活性及选择性降低，甚至达到永久性失活。为了保证工业装置的正常运转，在FCC装置的正常运行中需要不断补充新剂。不论怎样补充调整，运转失活的催化剂必须卸出弃用，才能达到工业FCC装置的既定运行状态，从而取得经济收益。

由于FCC废催化剂中含有一定量的Ni、V、Co等有毒重金属，若不进行专业的处置，随意丢弃或掩埋，容易被雨水浸出而严重污染环境，甚至使人致癌。故2016年8月1日，我国新发布的《国家危险废物名录》中，将FCC废催化剂归为HW50类危废(危险固体废弃物)。FCC废催化剂被列入国家危废名录后，直接进行地下填埋处理的粗暴方式从法律上已不再被允许。

目前，我国催化裂化能力已居世界第二位，每年产生的FCC废催化剂重量至少在20～30万吨左右。随着石油资源的重质化和劣质化，FCC催化剂置换周期明显缩短，废催化剂的重金属污染问题也日益突出。如何对FCC废催化剂进行有效的处理，一直是业内人士所关注的课题之一。

最初，人们设想用等离子技术以2000℃以上的高温熔融FCC废催化剂，将重金属元素固化在熔块中，再进行地下填埋或用于铺路，但这种方法能耗极高，且造成原本可利用资源的极大浪费，故不可取。

目前，主要采用分离再生的方法对FCC废催化剂进行过程处理，提高其重复利用率。分离再生的方法可分为两大类，即物理分离法和化学再生法。物理分离法主要为磁分离法，物理分离法虽然在一定程度上降低了固体废弃物的排放量，但是对于已经显著失活的催化剂依然只能采用传统方法处理，无法从根本上解决废催化剂的处理问题。

化学再生法虽然可以部分利用废催化剂形成可重复使用的活性催化剂，在一定程度上减少废催化剂的排放污染问题，但是其并不能完全解决问题，催化剂最终都将失去活性而被废弃。另外，目前化学再生法的工艺过程非常复杂且昂贵，成本过高。

从长远来看，物理分离法和化学再生法不是FCC废催化剂的有效处置办法，最好的办法还是实现其资源化利用。但是，由于FCC废催化剂中含有一定量的Ni、V、Co等有毒重金属，若直接以其为原料制备其他产品，将会带来二次污染。因此，如何有效资源化利用FCC废催化剂，同时根本解决其危废处置问题，避免其重金属污染环境，是本领域亟需解决的一个技术问题。

发明内容

针对以上背景技术，本发明人经过研究FCC废催化剂的化学成分，发现其主要成分是Al₂O₃和SiO₂，且相对含量与硅铝质耐火保温材料比较接近。故通过前期研究，成功研发了一种资源化利用FCC废催化剂的技术-以其为原料制备锆铝空心球及其轻质节能新材料。

具体的，本公开采用以下技术方案：

在本公开的第一个方面，提供一种以FCC废催化剂为原料制备锆铝空心球，该空心球是由以下重量份原料制成：