煉油廢加氫催化劑回收資源化循環(huán)利用模式探索

關(guān)鍵詞：廢加氫催化劑；三氧化鉬；循環(huán)再利用

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）06-0111-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2025.06.031

Exploration of the Resource Recovery and Circular Utilization Model for Waste Hydroprocessing Catalysts in Refining

LIU Qing'，CHEN Guoxiang'，SHILei2，ZENG Yong （1.SINOPEC Catalyst Co.，Ltd.，Beijing100176， China; 2.Bejing University of Chemical and Technology，Beijing 1Ooo29，China）

Abstract： Taking Sinopec Catalyst Co.，Ltd.（referred toas Catalyst Company）asan example，this studyexplores thecompany'sinnovations inwastehydrotreatingcatalystrecycling.Firstly，itinvestigatesagreenrecyclingmodel formolybdenumtrioxide toachieveeficientresourceutilization.Secondly，regarding therecoveryprocess，technical optimization solutions are proposed for disposal enterprises.Byadopting ion exchangeand solvent extraction methods， complete separation of vanadium and molybdenum is realized.During extraction，precise pH control of molybdenumcontaining adsorption tail liquid significantly enhances productrecovery eficiencyand purity.Meanwhile，technical guidanceisprovidedtoensureefectiveexhaustgastreatment，accomplishingthe“zero-waste”environmentalobjective. Finally，theformulationandupgradingof wastecatalystrecycling standards providescientificsupportforfullife cycle managementof catalysts whilereducing compliance costs.These initiatives notonlydecrease catalyst procurementcosts butalsoenhancethe technical capabilitiesof disposal enterprises，offering newperspectives for promoting sustainable development in the petrochemical industry.

Keywords：waste hydrotreating catalyst;molybdenum trioxide;recyclable

加氫技術(shù)是煉油企業(yè)提質(zhì)增效的關(guān)鍵，而其中加氫催化劑是催化加氫的核心，年消耗量約占精煉催化劑總量的 30%^[1] 。長期使用后，催化劑因積碳、燒結(jié)、結(jié)構(gòu)損傷、中毒等導(dǎo)致活性位銳減至逐漸失效。當活性降至特定水平時，需采取再生措施恢復(fù)效能[2-3]。然而，多次再生無效或成本過高時，催化劑須報廢處理[4。石油加氫催化劑的服役周期為 2～3 年，全球年報廢量高達12萬 t^[5-6] 。廢催化劑內(nèi)含重金屬及有機污染物，被列為國家危險廢物[7-8]，若處理不當，將嚴重威脅環(huán)境與健康[9-12]

廢加氫催化劑，特別是渣油加氫與加氫精制過程中產(chǎn)生的廢催化劑，富含鉬、釩、鎢等稀有金屬。有效回收與再利用不僅能減少對外部資源的依賴，增強資源自給能力，還能有效緩解資源短缺對國家安全構(gòu)成的挑戰(zhàn)。采用先進的回收技術(shù)，每年可回收數(shù)千噸貴重金屬，顯著減少外匯支出[13-14]。因此，構(gòu)建并優(yōu)化廢加氫催化劑的再生資源循環(huán)利用體系，對于環(huán)境保護與資源高效利用具有深遠意義。該體系應(yīng)涵蓋回收、資源化加工及再利用3個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保廢棄催化劑能夠高效轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)原料，實現(xiàn)資源的最大化利用。但是，該體系在回收與加工環(huán)節(jié)銜接不暢，導(dǎo)致資源流向分散、技術(shù)相對滯后等問題，且無法實現(xiàn)廢劑高適性回收，資源未得到充分利用。此外，資源化加工的規(guī)模小而且分散，不利于對再生資源的集中利用[15]。（簡稱催化劑公司）作為亞洲最大的加氫劑生產(chǎn)企業(yè)，在廢劑資源化再利用領(lǐng)域采用的處置模式具有代表性。

本研究以催化劑公司的廢加氫劑處置創(chuàng)新模式為研究對象，系統(tǒng)總結(jié)該公司在經(jīng)營、技術(shù)以及規(guī)章制度方面的創(chuàng)新。經(jīng)過大量的調(diào)研，催化劑公司主要開展了以下工作。首先，探索含鉬廢催化劑委托加工成三氧化鉬的循環(huán)再利用模式。其次，針對技術(shù)密集型的回收和資源化加工環(huán)節(jié)，積極引入先進技術(shù)，提供技術(shù)指導(dǎo)和支持。最后，制定相關(guān)標準和規(guī)范，促進再生資源產(chǎn)業(yè)鏈的進一步完善。這一系列舉措旨在推動再生資源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[16]。

1三氧化鉬的循環(huán)再利用模式

1.1循環(huán)再利用產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)

三氧化鉬、偏鎢酸銨、堿式碳酸鎳等有色金屬鹽是加氫催化劑的主要原材料，在加氫催化劑成本構(gòu)成中占據(jù)重要地位。同時，鎢鉬鎳金屬是廢加氫催化劑的主要有價值成分，每年催化劑公司處置的廢加氫催化劑中的有色金屬鹽含量超過千余噸，約占全國的44% 。由此可見，含鉬廢催化劑的資源化再利用對推進有色金屬再生資源產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展至關(guān)重要。

為建設(shè)再生資源產(chǎn)業(yè)鏈，提高再生資源產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的高度整合性和效率，經(jīng)實地考察、大量調(diào)研分析，催化劑公司建立了由多家回收加工企業(yè)組成的回收加工隊伍，形成了以催化劑公司為核心的含貴金屬、有色金屬廢催化劑回收循環(huán)再利用的產(chǎn)業(yè)鏈模式。

1.2含鉬廢催化劑資源化模式

針對含鉬廢催化劑，經(jīng)大量調(diào)研與實例分析，催化劑公司采用委托加工成三氧化物的循環(huán)再利用模式。以2023年5月回購的廢渣油加氫催化劑為例，將其在 500^°C 的環(huán)境中焙燒 1.5h ，待冷卻后對得到的樣品進行球磨。制得的粉末樣品，利用X射線熒光衍射手段表征。廢劑中的釩、鉬、鎳、鐵、鋁的含量分別為 9.26% 、 5.91% 、 6.93% 、 0.42% 、 37.9% ，具有極高的回收價值。如圖1所示，催化劑公司首先負責從各煉化企業(yè)統(tǒng)一回購含鉬廢劑，然后在回收加工隊伍中，匹配最對口和專業(yè)的廢劑處置企業(yè)，委托其加工成鉬酸鈉或鉬酸，再將鉬酸鈉或鉬酸委托三氧化鉬供應(yīng)商加工成三氧化鉬，供應(yīng)給催化劑生產(chǎn)企業(yè)。依據(jù)各煉化企業(yè)提報的廢催化劑處置計劃，統(tǒng)計含鉬廢催化劑及廢渣油加氫催化劑數(shù)量。針對廢劑加工成鉬酸鈉（鉬酸）環(huán)節(jié)，按產(chǎn)廢企業(yè)、廢劑種類、處置時間、理論含量等打包，分成不同標段進行廢劑加工費及回收率競價，經(jīng)過有效競爭，確定廢劑委托加工承攬方。同時，關(guān)注廢劑處置進度，加強與銷售、生產(chǎn)部門的聯(lián)系。

此外，進一步優(yōu)化再生資源產(chǎn)業(yè)鏈，整合分散的回收與加工主體，形成有序經(jīng)營體系，實現(xiàn)從零散到集約的轉(zhuǎn)變。催化劑公司作為集管理、協(xié)調(diào)與監(jiān)督于一體的綜合平臺，應(yīng)加強資源流向控制，確保下游加氫催化劑生產(chǎn)企業(yè)原材料的穩(wěn)定供應(yīng)與流通。此舉措不僅為其他企業(yè)提供了提升資源回收與再利用的效率，降低整體運營成本，增強產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同的參考，更為石化行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。這種含鉬廢催化劑資源化模式推動了綠色循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)了資源高效配置。通過宏觀分析掌握國內(nèi)有色金屬價格趨勢，論證有色金屬價格與回收有色金屬鹽成本之間的比價關(guān)系。未來，應(yīng)對回收尾渣進行深入研究，尋找在其他行業(yè)的應(yīng)用途徑，構(gòu)建全鏈條、高價值的催化劑全生命周期管理體系，如圖2所示。

2技術(shù)創(chuàng)新和無廢資源循環(huán)利用

2.1釩鉬分離回收工藝優(yōu)化

高適應(yīng)性回收、加工技術(shù)直接決定了廢催化劑轉(zhuǎn)化為再生資源的數(shù)量、質(zhì)量及生產(chǎn)成本，經(jīng)大量調(diào)研，催化劑公司邀請相關(guān)科研院所專家共赴回收科研合作企業(yè)進行交流，雙方共同分析回收有色金屬鹽的技術(shù)難點和成本控制關(guān)鍵點，共同推動相關(guān)科研成果落地。此外，為廢劑處置企業(yè)和資源化加工企業(yè)提供了技術(shù)完善的建議，特別是在三廢處理和廢劑載體處理方面提供了技術(shù)指導(dǎo)，對環(huán)保做出了貢獻，實現(xiàn)了無廢資源循環(huán)利用。

廢催化劑回收工藝需高效回收金屬，同時簡化溶液凈化流程，確保廢氣易于處理，減少含鹽廢水排放，避免危廢渣產(chǎn)生，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境友好性的雙重優(yōu)化。以催化劑公司回收加工隊伍中的再生資源利用C公司為例，作為專業(yè)性有色金屬回收的知名企業(yè)，其采用的廢渣油加氫催化劑回收工藝主要包括脫油、焙燒-水浸、化學(xué)除雜、沉釩及沉鉬等。再生資源利用C公司回收廢加氫催化劑的工藝流程如圖3所示。利用溶劑萃取法對含鉬的吸附尾液進行萃取時，在尾液中加 98% 硫酸調(diào)節(jié) pH 值到 1～2 ，保溫 6～7h 再進行反萃加堿沉出鉬，使得成品鉬酸純度從 55% 提升至 61% 。回收過程中，主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如表1所示。

2.2尾氣處理技術(shù)指導(dǎo)

在工作實施過程中，對處置企業(yè)的廢氣處理提出了更嚴格的標準，為其尾氣處理提供了技術(shù)指導(dǎo)，引入了一體化除塵脫硝設(shè)備（見圖4），煙氣進入布袋式除塵器，在除塵器尾部裝填脫硝催化劑脫除氮氧化物。針對環(huán)節(jié)，催化劑公司在該處置企業(yè)進行了現(xiàn)場試驗，為裝置引入、催化劑分類及裝填等提供指導(dǎo)，使得廢劑實現(xiàn)循環(huán)利用。

3標準的制定和規(guī)范管理

充分發(fā)揮行業(yè)領(lǐng)軍優(yōu)勢地位，努力提升企業(yè)的科技創(chuàng)新實力，積極推進廢劑處置技術(shù)的標準化、規(guī)范化，加快完善科學(xué)、合法、合規(guī)的再生資源產(chǎn)業(yè)鏈是廢劑資源化利用的重要一環(huán)。為確保包括廢加氫催化劑在內(nèi)的危險廢物安全采樣、收集和處理，催化劑公司已制定相關(guān)標準，如《石油化工固體廢催化劑采樣方法》（T/CRRA0703—2018）、《石油化工固體廢催化劑包裝規(guī)范》（T/CRRA0704—2018）、《石油化工固體廢催化劑收集規(guī)范》（T/CRRA0705—2018）。2023年，完成了第二批廢催化劑回收過程有關(guān)標準（操作規(guī)范）的制定工作，有效提高了廢劑回收技術(shù)和專業(yè)化管理水平，促進了再生資源產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)范發(fā)展，增強了公司的社會公信力和影響力。未來計劃將公司牽頭制定的廢劑回收標準由團體標準升級為行業(yè)標準或更高級別。同時，將與科研院所加強合作，積極介入標準制定，特別是貴金屬、有色金屬回收過程中涉及的標準，為廢劑處置現(xiàn)場服務(wù)人員提供準則，確保行為規(guī)范。

此外，催化劑公司定期組織開展了由公司專業(yè)人員、相關(guān)煉化企業(yè)專家組成的檢查組，對廢劑處置企業(yè)進行全流程監(jiān)管?？s短了資源化循環(huán)利用業(yè)務(wù)流程，很好地把控每一個流程節(jié)點和溝通協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)，使得上游的回收環(huán)節(jié)和下游再利用環(huán)節(jié)形成協(xié)調(diào)、聯(lián)動的整體，助力催化劑研發(fā)一生產(chǎn)一銷售一使用一廢劑回收處置－資源化循環(huán)利用的全流程貫通，實現(xiàn)催化劑全生命周期服務(wù)。

4經(jīng)濟性分析

以催化劑公司為核心的含貴金屬、有色金屬廢催化劑回收循環(huán)再利用的產(chǎn)業(yè)鏈的完善，將廢渣油加氫催化劑及其他含鉬廢催化劑采用鉬金屬委托加工模式，降低了加氫催化劑生產(chǎn)成本，使得經(jīng)濟效益和社會效益最大化。通過該有色金屬鹽循環(huán)利用項目，催化劑公司降低了采購成本，強化了資源掌控能力，更好地實現(xiàn)了含有色金屬廢催化劑處置過程的全流程監(jiān)督監(jiān)管。同時，綠色循環(huán)利用的方式有效減少了有色金屬鹽的采購量，對于節(jié)能減排具有重要意義。

2023年，催化劑公司全面打通三氧化鉬循環(huán)利用流程，將煉化企業(yè)廢劑處置需求與催化劑公司、金屬鹽使用單位建立聯(lián)動，大大縮減了中間冗余的環(huán)節(jié)，將廢劑回收中的鉬轉(zhuǎn)化為催化劑生產(chǎn)原料，有效降低了三氧化鉬的采購成本。

5結(jié)論

催化劑公司作為專業(yè)的廢加氫催化劑處置與資源化利用單位，采用了含鉬廢加氫催化劑委托加工模式，將回收后的鉬資源加工為三氧化鉬等高價值產(chǎn)品，實現(xiàn)了資源的高效循環(huán)利用。通過引入離子交換法、溶劑萃取法等先進技術(shù)，優(yōu)化了回收工藝，顯著提高了回收效率與產(chǎn)品純度，為廢劑處置企業(yè)提供了重要的指導(dǎo)。未來，深化循環(huán)階梯級利用戰(zhàn)略是廢催化劑資源化利用的重要途徑。對活性尚可的廢催化劑進行再生回用研究，延長其服役周期；對于活性降低的催化劑，則探索跨行業(yè)應(yīng)用，如作為其他工業(yè)過程的反應(yīng)催化劑；對于無法直接再利用的催化劑，專注于回收其中的有色金屬，加工成原料重新用于加氫催化劑生產(chǎn)，實現(xiàn)資源最大化利用。同時，進一步完善催化劑全生命周期管理系統(tǒng)，確保從研發(fā)、生產(chǎn)、使用到回收、再利用的每一個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)精細化管理。此外，積極牽頭編制和制定行業(yè)標準，規(guī)范行業(yè)行為，降低企業(yè)合規(guī)成本。

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