Study on reusing of spent fluid catalytic cracking (sFCC) catalyst from the Dung Quat Refinery as an active additive to Portland cement
DOI:
https://doi.org/10.51316/jca.2020.024Keywords:
spent FCC, cement additive, Portland blended cementAbstract
Spent fluid catalytic cracking (sFCC) catalyst from the Dung Quat refinery has been studied as an active aluminosilicate additive to Portland cement. The experimental results showed that the heat-treated sFCC materials have high lime absorption capacity in accordance with Vietnamese Standard TCVN 3735:1982 (> 100 mg CaO g-1). The Portland blended cement products prepared by blending pure Portland cement PC40 with 10-20 wt-% of sFCC materials achieve good 28-day compressive strength (R28 > 50 N mm-2), the compressive strength ratio indexes (IR) of sFCC additives meet TCVN 6882:2016’s requirements (IR > 75%). The other physico-mechanical properties such as initial setting time, final setting time, volume stability also meet requirements in TCVN 6260:2009 about Portland blended cement - Specifications. Hence, the spent FCC catalyst from Dung Quat refinery is expected to effectively reuse as an active additive to Portland cement in appropriate experimental conditions (10-20 wt-% sFCC heat-treated at 600 oC in Portland cement blended).
Downloads
References
Nancy T. C. and Janneth T. A., Using spent fluid catalytic cracking (FCC) catalyst as pozzolanic addition - a review, Ing. Investig., 30(2), (2010) 35-42. httpss://doi.org/ S0120-56092010000200004
Payá J., Monzó J., Borrachero M. V., Physical, chemical and mechanical properties of fluid catalytic cracking catalyst residue (FC3R) blended cements, Cem. Concr. Res. 31, (2001) 57-61. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(00)00432-4
Su N., Fang H. Y. Chen Z. H. and Liu F. S., Reuse of waste catalysts from petrochemical industries for cement substitution, Cem. Concr. Res. 30, (2000) 1773-1783. https//:doi.org/10.1016/S0008-8846(00)00401-4
Al-Dhamri H., Melghit K., Use of alumina spent catalyst and RFCC wastes from petroleum refinery to substitute bauxite in the preparation of Portland clinker, J Hazard Mater., 179(1-3), (2010) 852-859. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.03.083
Hsu K.Ch., Tseng Y.S., Ku F. F. and Su N., Oil cracking catalyst as an active pozzolanic material for superplastisized mortars, Cem. Concr. Res. 31, (2001) 1815-1820. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00693-7
Monzó J., Payá J., Borrachero M. V., Velázquez S., Soriano L., Serna P., Rigueira J., Reusing of spent FCC catalyst as a very reactive pozzolanic material: formulation of high performance concretes, Proceedings of International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and Structures, Spain, (2004) 1008. https://doi.org/ 10.1617/2912143756.111
Pacewska B., Wilinska I. and Kubissa J., Use of spent catalyst from catalytic cracking in fluidized bed as a new concrete additive, Thermochim. Acta, 322, (1998) 175-181. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(98)00498-5
Taha R., Al-Kamyani Z., Al-Jabri K., Baawain M., Al-Shamsi K., Recycling of waste spent catalyst in road construction and masonry blocks, Journal of Hazardous Materials, Vol. 229/230, (2012) 122-127. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.05.083
Ramezani A, Emami S. M., Nemat S., Reuse of spent FCC catalyst, waste serpentine and kiln rollers waste for synthesis of cordierite and cordierite-mullite ceramics, Journal of Hazardous Materials, Vol. 338, (2017) 177-185. https://doi.org/ 10.1016/j.jhazmat.2017.05.029
Vũ Thị Minh Hồng, Nguyễn Trung Kiên, Đào Đức Cảnh, Đặng Tuyết Phương, Vũ Anh Tuấn, Phan Vũ Anh, Hoàng Thị Thu Thuỷ, Trần Thị Kim Hoa, Nghiên cứu tăng cường tính chất axit của xúc tác FCC phế thải từ nhà máy lọc dầu Dung Quất, Tạp chí hoá học, 49(5AB), (2011) 659-664.
Phạm Thị Thu Giang, Vũ Văn Giang, Vũ Thị Minh Hồng, Nguyễn Trung Kiên, Đào Đức Cảnh, Hoàng Thị Thu Thủy, Trần Thị Kim Hoa, Vũ Anh Tuấn, Đặng Tuyết Phương, Chế tạo xúc tác từ FCC thải của nhà máy lọc dầu Dung Quất sử dụng để nhiệt phân rơm rạ thành dầu sinh học, Tạp chí hoá học, 49(5AB), (2011) 609-613.
Lê Quang Hưng, Vũ Thị Thu Hà, Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Nghiên cứu tỉ lệ phối trộn xúc tác FCC tái sinh với một số vật liệu có tính axit như H-ZSM-5, HY, Al2O3 cho phản ứng cracking dầu nhờn thải, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 50(3E), (2012) 176-182.
Nguyễn Anh Đức và cộng sự, Nghiên cứu tối ưu điều kiện thu hồi La3+ từ xúc tác FCC thải của nhà máy lọc dầu Dung Quất bằng phương pháp ngâm chiết sử dụng HNO3, Tạp chí Dầu khí, 8, (2017) 34-40. httpss://doi.org/10.25073/petrovietnam%20journal.v8i0.195
Lê Phúc Nguyên, Bùi Nguyễn Vĩnh Phúc, Trần Văn Trí, Phạm Thị Hải Yến, Ngô Thúy Phượng, Trần Vĩnh Lộc, Lê Thị Hoài Nam, Nghiên cứu loại Fe(III) khỏi dung dịch sau hoà tách xúc tác FCC thải bằng HNO3 nhằm tinh chế đất hiếm, Tạp chí Xúc tác và Hấp phụ, 8(4), (2019) 49-54.
Nguyễn Phi Hùng, Đặng Văn Sỹ, Trần Quang Hữu, Nguyễn Hữu Hạnh, Hồ Mạnh Hùng, Nghiên cứu chế tạo gạch không nung từ chất thải xúc tác FCC của Nhà máy lọc dầu Dung Quất, Tạp chí Xúc tác và Hấp phụ, 2(1), (2013) 107-112.
Đào Thị Thanh Xuân, Nguyễn Sưa, Nguyễn Hiền Phong, Bùi Ngọc Pha, Các giải pháp tiềm năng cho việc tái sử dụng triệt để xúc tác FCC thải của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, đăng trên website của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam, (2017).
Scherzer J., Octane-enhancing, zeolitic FCC catalysts: scientific and technical aspects, Catal. Rev. -Sci. Eng., 31(3), (1989) 215-354.
Downloads
Published
Issue
Section
How to Cite
