對氯鋁酸類離子液體廢催化劑進行處理的方法及處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種對氯鋁酸類離子液體廢催化劑進行處理的方法及處理系統(tǒng)，屬于石油化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國環(huán)保標(biāo)準的提高使得清潔油品的需求量逐年上升。C4催化烷基化是生產(chǎn)清潔高辛烷值汽油調(diào)和組分(即烷基化油)的重要工藝過程。氫氟酸和濃硫酸是烷基化工藝的傳統(tǒng)工業(yè)催化劑，但其強腐蝕性造成對設(shè)備與操作員工的潛在安全隱患，并有較大產(chǎn)量的廢酸渣作為副產(chǎn)品生成。以硫酸法烷基化工藝為例，每生產(chǎn)1噸烷基化油會產(chǎn)生50_60kg的廢酸渣，該廢酸渣的主要成分是硫酸，這類危險固體廢棄物具有潛在的巨大環(huán)境隱患。在現(xiàn)有技術(shù)中，對于該類固體廢棄物一般選擇廢酸再生裝置進行循環(huán)再利用，該廢酸再生裝置主要進行廢硫酸裂解、冷卻和凈化、轉(zhuǎn)化、吸收制酸等復(fù)雜的處理過程，由于該裝置的使用條件非?？量?，能耗及設(shè)備投資極大，而且也會造成氣態(tài)污染物(S02、N0x)的排放，經(jīng)濟與環(huán)境效益較差。故，清潔油品也迫切需要與之對應(yīng)的更為綠色、清潔的生產(chǎn)工藝。
[0003]離子液體作為一種新型化合物體系，已經(jīng)應(yīng)用于催化C4制備烷基化油以及烯烴聚合、Friedel-Crafts燒基化/酰基化等工藝;另一方面，離子液體在產(chǎn)品質(zhì)量及收率、催化劑利用效率、操作安全性、環(huán)境友好性以及操作便利性等多方面表現(xiàn)出較傳統(tǒng)催化劑更為優(yōu)異的特性。但是，在利用離子液體催化過程中會副產(chǎn)少量固體廢物，以廢催化劑的形式排出。
[0004]氯招酸類離子液體催化劑可應(yīng)用于C4燒基化、稀經(jīng)聚合、Friedel—Crafts燒基化、Friedel-Crafts?；裙に嚒Ｒ月日兴犷愲x子液體催化C4制備燒基化油工藝為例，每生產(chǎn)1噸烷基化油僅產(chǎn)生3-4kg的廢催化劑，這個數(shù)據(jù)遠低于氫氟酸和濃硫酸法烷基化工藝。在氯鋁酸類離子液體廢催化劑的主要成分中，部分是活性減弱的離子液體催化劑，但仍具有較強的酸性;部分是失活離子液體形成的鹽類;部分是烷基化過程中形成的酸溶油?？偟膩砜?，氯鋁酸類廢催化劑是一類高活性、高酸性、高含油以及高含鹽的危險固體廢棄物，仍具有催化活性且酸性極強，無論是直接排放還是儲存都會造成巨大的安全隱患。對于這類危險固體廢棄物，必須對其進行無害化處置。
[0005]另一方面，氯鋁酸類離子液體催化劑的主要金屬成分是鋁，當(dāng)采用復(fù)合離子液體進行催化反應(yīng)時，廢催化劑中還有可能含有銅、鐵、鋅、鈦或銀等金屬，資源再利用的價值較高;廢催化劑中還含有伴生自催化副反應(yīng)的酸溶油，如將其回收與原油摻煉或用作燃料油也是一種很好的出路。
[0006]由于離子液體催化在石油化工領(lǐng)域是新型工藝，而由此產(chǎn)生的副產(chǎn)物一離子液體廢催化劑也是本行業(yè)中新出現(xiàn)的一類危險固體廢棄物，現(xiàn)有的硫酸法烷基化工藝的廢酸再生工藝對于離子液體廢催化劑的處理并不適用，還沒有可行的處理方法。
[0007]因此如何針對氯鋁酸類離子液體催化劑進行無害化處理，真正實現(xiàn)其資源化，進而促進清潔工藝的推廣應(yīng)用，是石油化工領(lǐng)域面臨的重大問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為解決上述的技術(shù)問題，提供一種對氯鋁酸類離子液體廢催化劑進行處理的方法，該方法的整個對氯鋁酸類離子液體廢催化劑進行處理的過程無廢水及其他污染源排放;該處理方法能夠降低催化劑殘留活性帶來的危險性，真正實現(xiàn)其資源化;還能高效回收油類與金屬資源。
[0009]本發(fā)明還提供了一種對氯鋁酸類離子液體廢催化劑進行處理的處理系統(tǒng)，針對氯鋁酸類離子液體廢催化劑的組成特點，按照設(shè)定的處理工藝進行排布設(shè)計，不僅能實現(xiàn)油類資源與金屬資源被回收利用，而且也利于清潔工藝的推廣應(yīng)用。
[0010]一方面，本發(fā)明提供了一種對氯鋁酸類離子液體廢催化劑進行處理的方法，該方法包括如下步驟:
[0011]將所述氯鋁酸類離子液體廢催化劑與堿溶液進行消解-中和反應(yīng)，至體系為中性到弱堿性，得到由水相/酸溶油相/絮體組成的三相混合物；
[0012]使所述三相混合物與有機助凝劑充分混合并實施沉降分離，分別收取上層的酸溶油相和底層的絮體相；
[0013]將所述絮體相輸送至稠厚器中實施濃縮，形成含水率在50_60wt%的濃縮漿液，濃縮析出的水溶液一部分為消解-中和提供反應(yīng)介質(zhì)，一部分用于堿溶液和有機助凝劑配置；所述濃縮漿液在有機助凝劑作用下實施絮凝處理，經(jīng)脫水形成含水率20-30wt %的干化殘渣，而脫水后分離出的水溶液回送至所述稠厚器再次參與濃縮處理；
[0014]所述酸溶油相經(jīng)脫水處理得到含水率低于10^%的脫水污油，而排水則全部返回參與沉降分尚。
[0015]進一步地，所述消解-中和反應(yīng)是將所述氯鋁酸類離子液體廢催化劑與強堿在飽和含鹽水溶液提供反應(yīng)介質(zhì)的體系中進行，至體系中液相的pH基本穩(wěn)定在7.0-8.5，視為反應(yīng)達到終點。
[0016]進一步地，所述消解-中和反應(yīng)在全混流反應(yīng)器或環(huán)流反應(yīng)器中進行。
[0017]進一步地，所述沉降分離過程，保持體系溫度為30_100°C，沉降時間4-24小時。
[0018]進一步地，所述沉降分離過程，保持體系溫度為40_50°C。
[0019]本發(fā)明的實施中也可以選擇旋液分離器提升沉降分離效率，具體地，所述沉降分離過程，可以使所述三相混合物與所述有機助凝劑充分混合后，先輸入旋液分離器進行離心分離，然后實施沉降分離，分別收取上層的酸溶油相和底層的絮體相;物料的沉降時間為2-12小時。
[0020]進一步地，所述沉降分離和絮凝處理使用的有機助凝劑包括丙烯酰胺類聚合物，其相對分子量為6百萬-7百萬，陽咼子度40-60%。
[0021]進一步地，所述沉降分離過程使用的有機助凝劑的投加量為每立方米混合物加入l-10g;所述濃縮漿液絮凝過程使用所述有機助凝劑的投加量為每立方米濃縮漿液加入5-50go
[0022]進一步地，所述酸溶油相脫水處理得到脫水污油在污油脫水罐中進行，且在所述處理過程中將所述污油脫水罐保溫在40_60°C。
[0023]進一步地，所述氯鋁酸類離子液體廢催化劑來自利用氯鋁酸類離子液體催化C4烴的烷基化反應(yīng)、利用氯鋁酸類離子液體催化烯烴的聚合反應(yīng)、催化Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)或Friedel-Crafts?；磻?yīng)產(chǎn)生的廢催化劑。
[0024]具體實施中，為提升待處理廢催化劑的流動性，可以將所述氯鋁酸類離子液體廢催化劑先匯集并作保溫處理，保溫溫度范圍為25_100°C。
[0025]另一方面，本發(fā)明還提供了一種用于實施對氯鋁酸類離子液體廢催化劑進行處理的方法的處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)至少包括:消解反應(yīng)器、管道混合器、沉降分離裝置、稠厚器、污油脫水罐、漿液脫水裝置；
[0026]其中消解反應(yīng)器設(shè)有至少一個進料口和消解產(chǎn)物排放口；
[0027]管道混合器的進料口通過輸送栗與消解反應(yīng)器的消解產(chǎn)物排放口連通，出料口通過輸送管路與沉降分離裝置的進料口連通，該管道混合器上和/或消解反應(yīng)器與管道混合器連通的管路上設(shè)有助凝劑加藥口 ；
[0028]沉降分離裝置的下部設(shè)有絮體漿液排放口，并通過輸送栗與稠厚器的進料口連通，上部設(shè)有酸溶油相排放口，并通過輸送機構(gòu)與污油脫水罐連通;污油脫水罐的污油排放口連通到污油儲罐，含油廢水排放口則通過管路連接至沉降分離裝置；
[0029]稠厚器分別設(shè)有濃縮漿液出口和上清液出口，濃縮漿液出口通過輸送機構(gòu)與漿液脫水裝置的進口連通，上清液出口則通過管路分別連通到消解反應(yīng)器、堿液配制罐和助凝劑配制罐；
[0030]漿液脫水裝置與所述濃縮漿液出口連通的管路上設(shè)有助凝劑加藥口。
[0031]進一步地，所述管道混合器與所述沉降分離裝置間還設(shè)置有至少一組旋流分離裝置，進料口連通管道混合器，酸溶油排放口和絮體漿液排放口分別連通所述沉降分離裝置的進料口，所述旋流分離裝置設(shè)于所述管道混合器與所述沉降分離裝置間的管路上或所述沉降分離裝置內(nèi)。
[0032]進一步地，所述沉降分離罐還包括頂