发明领域
本发明涉及从石化工艺残渣中回收pm(贵金属)的方法。
背景
本文使用的术语“pm”是指铂、钯、钌，尤其是铑。
在pm配位化合物的均相催化下进行各种大规模的石化工艺。后者的众所周知的例子包括铑配位化合物。这种催化剂的一个具体实例是著名的威尔金森催化剂，其例如用在氢化和加氢甲酰化(hydroformylation)中。
源自均相催化的石化工艺的残渣包括呈pm配位化合物和/或其衍生物形式的pm。在石化工艺中，随着时间的推移，这些衍生物会通过原始pm配位化合物的化学转化或分解而形成；换句话说，均相催化剂随着时间的推移而遭受消耗。石化工艺残渣尤其包括石化工艺如氢化、加氢甲酰化或其他石油化学反应的蒸馏底物(蒸馏残渣)。石化工艺残渣代表包括废催化剂的废料。废料通常是液体和高热量的。在下文中，为简便起见，含有石化工艺残渣的pm也称为pm油。在这种pm油废料中的pm含量相对较低，并且以pm计为例如0.01-0.8wt％(重量％)。
由于它们的高价值，期望回收包含在pm油中的pm；因此，通常的做法是燃烧pm油，以获得可以进一步精制的富含pm的残渣材料。为此，通常的做法是将pm油例如用喷枪缓慢地注入位于炉中的合适容器或池中，例如在炉腔室内的锅中。pm油在容器中被点燃并燃烧。燃烧废气被转移到传统的减排系统中。燃烧残渣的pm含量高于pm油。但是，这种现有技术的燃烧过程具有各种缺点和劣势。该技术的一个缺点是其低燃烧速率。待燃烧的pm油在燃烧过程中可能会起泡或结硬皮。一旦硬皮附着在pm油上，燃烧过程就会停止，从而降低效率。捕获的未燃烧pm油如果在移动热容器时与氧接触，则可能会由于意外燃烧而成为潜在的危险。
详细说明
申请人开发了用于从pm油中回收pm的改进的创造性方法。因此，本发明涉及从pm油中回收pm的方法。本发明尤其涉及用于在炉中燃烧pm油的方法，其中pm油以雾化形式燃烧。
从以下公开内容将显而易见的是，本发明方法加速了pm油中pm的再循环，输送具有更高pm含量的pm油燃烧残渣，需要更少甚至不需要辅助燃料，并且比现有技术在炉中的燃烧工艺更加安全。
在本发明方法中燃烧的pm油可以具有例如0.01-0.8重量％的pm含量。pm含量可以由一个、两个或更多个pm形成。该一个、两个或更多个pm可以特别地以化合物形式存在。在典型的实施方案中，该至少一个pm包含铑，或者它主要由铑组成或甚至仅由铑组成。如果铑是主要成分(铑含量>pm含量的50重量％)或甚至是唯一的pm，则将pm油称为铑油。pm油中的一种或多种pm化合物可以溶解在其中，分散在其中和/或以某种方式与其他任选存在的分散pm油成分聚集或吸附在其他任选存在的分散pm油成分上。除至少一种pm化合物外，pm油还包含无pm的有机化合物(主要是烃)的复杂混合物。不含pm的有机物的含量为例如79.2-99.99重量％，并且包含任何任选存在的低聚和/或聚合有机物质。在一些实施方案中，pm油可以进一步包含例如至多20重量％的一种或多种无机物质，例如特别是水。在一个实施方案中，它可以包含高达20重量％的固体颗粒。pm油的流变行为涵盖了从汽油粘度到重油粘度的粘度范围。通常，pm油的粘度可与柴油燃料相当。pm油是易燃或可燃液体。
如果pm油包含大量的水和/或固体颗粒，即导致pm油内发生相分离现象的量，则有利的是将pm油混合或搅拌以在雾化和燃烧之前，它保持处于乳化和/或分散状态。
在本发明方法中，pm油以雾化形式燃烧，即，作为细小的雾滴燃烧。为此，它可以在通过用于pm油雾化目的的喷雾装置后燃烧。可以通过提供点火火花来点燃pm油雾。但是，为了确保pm油的连续燃烧，优选将pm油喷雾到引燃火焰中，即，将雾化的pm油输送到引燃火焰中。例如，引燃火焰可以用天然气运行。引燃火焰可以连续运行，也可以仅根据需要运行。点燃后，pm油雾火焰可能会独立燃烧，或者引燃火焰可能会持续燃烧。
优选地，以能够或确保pm油的有机成分至少基本上完全燃烧的pm油:氧比率工作。换句话说，优选在化学计量量或甚至化学计量过量的氧下运行本发明的pm油燃烧方法。该措施最小化或甚至防止在雾化pm油燃烧期间烟灰的形成。
在优选的实施方案中，可以利用强制空气燃烧器燃烧pm油，该强制空气燃烧器可以由空气或富氧空气驱动。强制空气燃烧器是常规装置。它根据常规燃油燃烧器的众所周知的原理工作，包括用于液体燃料雾化目的的鼓风机叶轮和喷嘴。强制空气燃烧器可以配备有所述引燃火焰燃烧器。
本发明燃烧方法使用pm油本身作为燃料。有利的是，除了可能运行所述连续或不连续的引燃火焰外，不需要使用任何辅助燃料。如果在本发明燃烧过程中pm油火焰意外地或不希望地被中断或熄灭，则任选的引燃火焰可以用于重新点燃。
由于本发明燃烧过程，形成燃烧废气。除了成分二氧化碳、水和任选的任何其他气态化合物外，燃烧废气还包含包含所需pm的pm油燃烧残渣。在以下公开内容和权利要求书中，此处使用的术语“pm油燃烧残渣”是指在20℃和105pa下为非气态的那些pm油燃烧残渣。pm油燃烧残渣基本上以pm氧化物包含pm，以基于总pm油燃烧残渣为例如70-95或甚至70-100重量％pm氧化物的含量。除了一种或多种pm氧化物之外，pm油燃烧残渣可以包含特别是碳(烟灰)和/或磷氧化物。
燃烧在密闭的炉腔室中进行，该炉腔室装有排气或减排系统。炉腔室配备有pm收集器，即用于收集包含在燃烧废气中的pm油燃烧残渣的收集器。
在一个实施方案中，pm收集器可以是风冷或水冷的容器，pm油燃烧残渣可沉积在该容器的壁上。在燃烧废气通过pm收集器之后并且在其离开排气或减排系统之前，适宜的是通过使废气通过一个或多个辅助收集装置来处理废气，以便还回收尚未沉积在pm收集器上，或更准确地说，尚未沉积在pm收集器壁上的那部分pm油燃烧残渣。这种辅助收集装置的实例包括旋风过滤器设备，细颗粒(粉尘)过滤器和洗涤器系统，例如基于文丘里喷射技术的洗涤器系统。
在完成本发明的燃烧过程之后，可以从炉腔室及其排气或减排系统的内壁，从pm收集器的壁，以及如果合适的话还从辅助收集装置收集pm油燃烧残渣。例如，可以通过从所述壁的表面刮下pm油燃烧残渣来进行收集。
可以对pm油燃烧残渣进行常规和众所周知的pm精制，例如，湿法化学或湿法冶金pm精制。如果pm油燃烧残渣中的碳含量超过5重量％，则在转移至所述pm精制之前将这种材料煅烧可能是有利的。
在一实施方案中，炉腔室可包括辅助pm收集器，特别是用于收集最终杂散的未燃烧pm油滴。辅助pm收集器不应与上述辅助收集装置混淆。辅助pm收集器可以包含焦炭或木炭作为pm油吸收和/或吸附材料，或更准确地，作为pm油滴吸收和/或吸附材料。在完成本发明燃烧过程之后，包含吸收和/或吸附的pm油的焦炭或木炭可以在形成含pm的灰分的情况下单独燃烧，例如，可以对其进行常规和公知的pm精制，例如，湿法化学或湿法冶金pm精制。
本发明包括以下实施方案：
1.从pm油中回收pm的方法，包括在炉中燃烧pm油，其中pm油以雾化形式燃烧。
2.实施方案1的方法，其中pm油具有0.01-0.8重量％的pm含量，其中pm含量由一个、两个或更多个pm形成。
3.实施方案1或2的方法，其中pm油包含铑。
4.实施方案1、2或3的方法，其中将pm油喷雾到引燃火焰中。
5.前述实施方案中任一项的方法，其中pm油燃烧是在化学计量量或化学计量过量的氧下进行的。
6.前述实施方案中任一项的方法，其中pm油利用强制空气燃烧器燃烧，强制空气燃烧器可以由空气或富氧空气驱动。
7.前述实施方案中任一项的方法，其中pm油燃烧在具有排气或减排系统的密闭炉腔室中进行，其中所述炉腔室配备有用于包含在燃烧废气中的pm油燃烧残渣的pm收集器。
8.实施方案7的方法，其中pm收集器是风冷或水冷容器，在其壁上可以沉积pm油燃烧残渣。
9.实施方案8的方法，其中燃烧废气在通过pm收集器之后并且在离开排气或减排系统之前，通过使其通过一个或多个辅助收集装置进行处理，以便还可回收尚未沉积在pm收集器中的那部分pm油燃烧残渣。
10.实施方案9的方法，其中所述一个或多个辅助收集装置选自旋风过滤装置、细颗粒过滤器和洗涤器系统。
11.前述实施方案中任一项的方法，其中将pm油燃烧残渣进行湿法化学或湿法冶金pm精制。
12.实施方案7-11中任一项的方法，其中炉腔室包含辅助pm收集器。
13.实施方案12的方法，其中辅助pm收集器包含焦炭或木炭作为pm油吸收材料。