ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ ОБЖИГ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТРАБОТАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ СО-Мо/Al2O3 ГИДРООЧИСТКИ С ИЗВЕСТЬЮ
Аннотация
Изучен окислительный обжиг промышленного отработанного катализатора Со-Мо/Al2O3 глубокой гидроочистки дизельного топлива с известью в воздушной атмосфере. C использованием данных дериватографии и рентгенофазового анализа установлено, что при обжиге оксиды серы и углерода образуют CaSO4 и СаСО3, а Мо переходит в молибдат кальция. С использованием фильтрующего неподвижного слоя смеси отработанного катализатора с известью изучена кинетика обжига; установлено, что в интервале температур 550 – 600 °С при скорости подачи воздуха 3 л/мин для измельченного и неизмельченного катализатора процесс завершается за 38 - 44 мин. Определены оптимальные параметры (расход извести, температура, продолжительность обжига) поглощения оксидов серы при обжиге; степень улавливания оксидов серы и углерода при этом составляет 96 и 36%, соответственно. Предложено разделение продуктов обжига с использованием неизмельченного отработанного катализатора на мелкую (содержит смесь CaSO4, СаСО3 и СаО) и крупную (состоит из Al2O3, СаМоО4, СоО) фракции, и их раздельная переработка. Показано, что при выщелачивании Мо раствором карбоната натрия фракций огарка раздельно возможно получение оксида алюминия (основы катализатора) с оксидом кобальта, молибденсодержащего карбонатного раствора, а также смеси сульфата, карбоната и оксида кальция. Использованный метод окислительного обжига отработанного катализатора гидроочистки с известью позволит без значительных затрат на очистку отходящих газов проводить утилизацию опасных отходов 3-4 класса опасности с получением при дальнейшей переработке соединений молибдена и кобальта, а также мелкодисперсного (размер частиц не выше 20 нм) оксида алюминия.
Литература
Federal classification catalog of waste. http://kod-fkko.ru (22.03.2020).
Chiranjeevi T., Pragya R., Gupta S. Minimization of waste spent catalyst in refineries. Proc. Environ. Sci. 2016. N 35. Р. 610 – 617. DOI: 10.1016/j.proenv.2016.07.047.
Marafi М., Stanislaus А. Studies on recycling and utilization of spent catalysts: Preparation of active hy-drodemetallization catalyst compositions from spent residue hydroprocessing catalysts. Appl. Catal. B: Environ. 2007. V. 71. N 3-4. Р. 199 – 206. DOI: 10.1016/j.apcatb.2006.09.005.
Marafi М., Stanislaus А. Spent catalyst waste management: A review. Part I—Developments in hydropro-cessing catalyst waste reduction and use. Resour. Conservat. Recycl. 2008. V. 52. P. 859 – 873. DOI: 10.1016/j.resconrec.2008.02.004.
Sokolova Y.V., Belkina I.S., Sviridova T.A. Studyng the characteristics of a waste industrial Co-Mo/Al2O3 catalyst for the deep hydrotreatment of diesel fuel. Cаtal. Ind. 2020. V. 12. N 2. P. 127-132. DOI: 10.1134/S2070050420020087.
Argyle M.D., Bartholomew C.H. Heterogeneous catalyst deactivation and regeneration: a review. Catalysts. 2015. V. 5. N 1. P. 145 - 269. DOI: 10.3390/catal5010145.
Gao M., Hou L., Zhang D., Zhang X. Coke deposition inhibition for endothermic hydrocarbon fuels in a reforming catalystscoated reactor. Energy Fuels. 2019. V. 33. N 7. P. 6126-6133. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.9b00878.
Le M., Lee M. Dissolution behavior of sulfur and some metals from spent petroleum catalysts by alkaline solutions. Physicochem. Probl. Mineral Proc. 2019. V. 55(5). Р. 1217-1226. DOI: 10.5277/ppmp19043.
Abdrakhimov V.Z., Abdrakhimova E.S., Kayrakbaev A.K. Using waste from gold ore deposits, petrochemistry and energy in the production of ceramic minerals is a promising direction for a "green" economy. Ekol. Prom. Ross. 2015. V. 19. N 5. P. 37 – 41 (in Russian).
Zeng, L., Yong Cheng, C. A literature review of the recovery of molybdenum and vanadium from spent hy-drodesulphurisation catalysts. Hydrometallurgy. V. 98. 2009. Р. 1 – 9. DOI: 10.1016/j.hydromet.2009.03.012.
Akcil A., Vegliò F., Ferella F., Okudana M.D., Tuncuk A. A review of metal recovery from spent petroleum catalysts and ash. Waste Management. 2015. V. 45. P. 420 - 433. DOI: 10.1016/j.wasman.2015.07.007.
Drogobuzhskaya S.V., Shirokaya A.A., Solov’ev S.A. Sorption extraction of platinum metals from acidic chlo-ride-sulfate and sulfate solutions using FIBAN fibers. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 11. P. 117-125. DOI: 10.6060/ivkkt.20196211.5982.
Krasnobabtsev M.A., Gavrichenko N.V., Boyarintsev A.V., Stepanov S.I. Carbonate leaching of molybdenum from spent hydrotreating catalyst. Usp. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 32. N 9. P. 51 – 53 (in Russian).
Yang C., Zhang J., Chen Y., Wang C. Efficient removal of oil from spent hydrodesulpherization catalysts using microwave pyrolysis method. J. Anal. Appl. Pyrol. 2018. V. 135. P. 169-175. DOI: 10.1016/j.jaap.2018.09.006.
Busev A.I. Analytical chemistry of molybdenum. M.: AN SSSR. 1962. 303 p. (in Russian).
Shelekhov E.V., Sviridova T.A. Programs for x-ray analysis of polycrystals. Metalloved. Termich. Obr. Metallov. 2000. V. 42. N 7-8. P. 309-313.
Vogelaar B.M., Eijsbouts S., Bergwerff J.A., Heiszwolf J.J. Hydroprocessing catalyst deactivation in commercial practice. Catal. Today. 2010. V. 154. P. 256 - 263. DOI: 10.1016/j.cattod.2010.03.039.
Sahoo S. K., Ray S. S., Singh I.D. Structural characterization of coke on spent hydroprocessing catalysts used for processing of vacuum gas oils. Appl. Catal. A: General. 2004. V. 278. P. 83 - 91. DOI: 10.1016/j.apcata.2004.09.028.
Сhemical encyclopedia. Ed. by I.L. Knunyants. M.: Sovetskaya Entsiklopediya. 1990. V. 2. (in Russian) .
Chemistry and technology of rare and dispersed elements. Ch. III. Ed. by K.A. Bol'shakov. M.: Vyssh. shk. 1976. 320 p. (in Russian).
