[發(fā)明專利]氧化一氧化碳和揮發(fā)性有機(jī)化合物的含銅和錳的普通金屬催化劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080028727.0
• 申請日: 2010-04-14
• 公開（公告）號: CN102458655A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H-Y·陳;A·J·雷寧;P·J·安德森;R·艾羅
• 申請（專利權(quán)）人: 約翰遜馬西有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/04;B01D53/00;B01J23/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉辛;李炳愛

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及處理工業(yè)和商業(yè)過程排放物的方法和催化劑組合物。

發(fā)明背景

催化氧化廣泛用于控制工業(yè)過程的一氧化碳(CO)和揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排放物。由于催化活性高、熱穩(wěn)定性好和對化學(xué)中毒耐受良好，大多數(shù)催化劑負(fù)載貴金屬。對于需要大容量催化劑的應(yīng)用，使用貴金屬氧化催化劑需要大量的貴金屬資金投入。例如，純化對苯二甲酸(PTA)過程中催化氧化尾氣的典型單元需要300立方英尺(ft³)的貴金屬催化劑，加載量為50g/ft³鉑(Pt)和30g/ft³鈀(Pd)，這需要約482oz.的Pt和289oz.的Pd。因此，極其需要開發(fā)活性和耐久性至少與貴金屬催化劑相當(dāng)?shù)奶娲呋瘎?/p>

發(fā)明概述

按照本發(fā)明的一個實(shí)施方式，氧化一氧化碳(CO)和揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸氣和所述CO及VOC的氣體與含有至少一種普通金屬促進(jìn)劑(promoter)和至少一種普通金屬催化劑的催化劑組合物接觸，所述至少一種普通金屬促進(jìn)劑和至少一種普通金屬催化劑負(fù)載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上。所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一種或多種。

按照本發(fā)明的另一實(shí)施方式，氧化一氧化碳(CO)和揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸氣和所述CO及VOC的氣體與基本上由至少一種普通金屬促進(jìn)劑和至少一種普通金屬催化劑組成的催化劑組合物接觸的步驟，所述至少一種普通金屬促進(jìn)劑和至少一種普通金屬催化劑負(fù)載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上。所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一種或多種。

按照本發(fā)明的另一實(shí)施方式，氧化一氧化碳(CO)和揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的催化劑組合物包含至少一種普通金屬促進(jìn)劑和至少一種普通金屬催化劑，所述至少一種普通金屬促進(jìn)劑和至少一種普通金屬催化劑負(fù)載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上。

按照本發(fā)明的另一實(shí)施方式，氧化一氧化碳(CO)和揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的催化劑組合物基本上由至少一種普通金屬促進(jìn)劑和至少一種普通金屬催化劑組成，所述至少一種普通金屬促進(jìn)劑和至少一種普通金屬催化劑負(fù)載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上。

附圖簡述

結(jié)合附圖閱讀以下詳述可理解本發(fā)明。包括以下附圖：

圖1a顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本發(fā)明的一實(shí)施方式的銅基催化劑在模擬PTA產(chǎn)生過程尾氣的出口溫度和條件下的甲基溴轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)；

圖1b顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本發(fā)明的一實(shí)施方式的銅基催化劑在模擬PTA產(chǎn)生過程尾氣的出口溫度和條件下的苯轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)；

圖2a顯示了本發(fā)明不同實(shí)施方式的支持材料在模擬PTA產(chǎn)生過程尾氣的溫度和條件下的甲基溴轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)；

圖2b顯示了本發(fā)明不同實(shí)施方式的支持材料在模擬PTA產(chǎn)生過程尾氣的溫度和條件下的苯轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)；

圖2c顯示了本發(fā)明不同實(shí)施方式的支持材料在模擬PTA產(chǎn)生過程尾氣的溫度和條件下的一氧化碳轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)；

圖3顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本發(fā)明的一實(shí)施方式的銅基催化劑在不同溫度下的甲醇轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)；

圖4顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本發(fā)明的一實(shí)施方式的銅基催化劑在不同溫度和條件下的甲基乙基酮轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)；

圖5顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本發(fā)明的一實(shí)施方式的銅基催化劑的丁烷轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)；

圖6顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本發(fā)明的一實(shí)施方式的銅基催化劑的丁烯轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)；

圖7a顯示了催化劑組合物的各實(shí)施方式的甲基溴轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)，作為普通金屬催化劑，所述催化組合物各自包含銅、鐵、鈷和鎳；和

圖7b顯示了催化劑組合物的各實(shí)施方式的苯轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)，作為普通金屬催化劑，所述組合物各自包含銅、鐵、鈷和鎳。

發(fā)明詳述