[發(fā)明專利]用于分解N2O的含P/S-TM沸石

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180049304.1
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN103153439A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·多伊爾萊因;T·羅森達(dá)爾
• 申請（專利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉金輝;林柏楠

本發(fā)明涉及包含至少一種過渡金屬和額外的硫和/或磷原子的沸石催化劑在降低氣體中氮氧化物含量中的用途，以及一種通過使氣體與該沸石催化劑接觸而降低該氣體中氮氧化物含量的方法。

在催化除去氮氧化物的工藝中使用金屬摻雜催化劑是現(xiàn)有技術(shù)已知的。

DE10112396A1公開了一種降低氣體中N₂O含量的方法。此處使用所選定的沸石催化劑。其以H型存在和/或包含交換的鐵且特征在于除了晶格鋁外以1:2-20:1的摩爾比存在非晶格鋁。此外，該文獻(xiàn)公開了脫鋁或脫金屬可借助無機(jī)酸處理而進(jìn)行。這使用選自HCl、HF、H₂SO₄、HNO₃和H₃PO₄的酸進(jìn)行。如DE10112396A1所述酸處理的進(jìn)行并不將硫和/或磷原子引入催化劑上。在該文獻(xiàn)中沒有公開最終催化劑中硫和/或磷原子含量。

WO03/084646A1公開了一種降低氣體，尤其是工藝過程氣體和廢氣中NO_x和N₂O含量的方法，其包括將至少一種含氮還原劑以不小于完全還原NO_x所需量的量加入含NO_x和N₂O氣體中，將烴、一氧化碳、氫氣或一種或多種這些氣體的混合物加入含NO_x和N₂O氣體中以還原N₂O，并將氣體混合物引入至少一個(gè)溫度高達(dá)450°C且包含一種或多種鐵負(fù)載沸石的反應(yīng)區(qū)。根據(jù)該工藝，使用基于借助固態(tài)離子交換而將鐵引入其中的沸石的催化劑。為此，市購銨沸石通常用合適的鐵鹽如FeSO₄·7H₂O處理。在煅燒之后，將含鐵沸石用蒸餾水充分洗滌，過濾并干燥。因此，所引用的文獻(xiàn)公開了摻雜鐵的沸石催化劑。然而，同樣與鐵陽離子一起施加的硫酸根陰離子通過充分洗滌而再除去，使得鐵摻雜催化劑上不存在硫。

DE10215605A1同樣公開了一種降低氣體，尤其是工藝過程氣體和廢氣中NO_x和N₂O含量的方法，其中使待處理氣體與基于沸石且摻雜鐵的催化劑接觸。根據(jù)該文獻(xiàn)，摻雜鐵同樣可通過將FeSO₄·7H₂O施加至沸石而實(shí)現(xiàn)。此外，此處硫酸根陰離子也通過充分洗滌而再除去，使得最終催化劑中不存在硫和/或磷原子。

DE102005022650A1也公開了一種降低氣體中氮氧化物含量的方法。為此，使待處理氣體與摻雜銅和/或鐵原子的沸石接觸。該文獻(xiàn)中同樣沒有公開沸石催化劑上存在硫或磷原子。

現(xiàn)有技術(shù)已知的催化劑，尤其是鐵摻雜沸石，具有降解氣體中氮氧化物的活性，其仍能夠被改進(jìn)。此外，對于甚至在低溫下具有與現(xiàn)有技術(shù)已知體系相同活性或在相同溫度下表現(xiàn)出相應(yīng)較高活性的改進(jìn)沸石催化劑存在需求。甚至在較低反應(yīng)溫度下表現(xiàn)出足夠高活性的催化劑將是有利的，因?yàn)樵S多工業(yè)設(shè)備的廢氣具有低溫且在合適催化劑上反應(yīng)之前加熱該廢氣出于生態(tài)和經(jīng)濟(jì)原因而不具有吸引力。

根據(jù)本發(fā)明，通過使用沸石催化劑降低氣體中氮氧化物含量而實(shí)現(xiàn)就可用現(xiàn)有技術(shù)而言所提及的目的，其中沸石催化劑包含至少一種過渡金屬和額外的硫和/或磷原子。

所述目的也通過一種降低氣體中氮氧化物含量的方法實(shí)現(xiàn)，其通過使氣體與如上所定義的沸石催化劑接觸而進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明使用的沸石催化劑將在下文詳細(xì)地描述：

根據(jù)本發(fā)明使用的沸石催化劑的基礎(chǔ)為沸石。沸石是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員本身已知的且例如描述于Catalysis?and?Zeolites，F(xiàn)undamentals?and?Applications，J.Weitkamp，I.Puppe，(編輯)，SpringerVerlag，Berlin，Heidelberg1990中。

本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的所有沸石通常適用于根據(jù)本發(fā)明使用的沸石催化劑。它們在下文使用本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的IZA(國際沸石協(xié)會)結(jié)構(gòu)委員會的三個(gè)字母命名法而命名。

就本發(fā)明而言特別合適的沸石選自BEA、CHA、FAU、FER和MFI及其混合物。

根據(jù)本發(fā)明，所述沸石催化劑包含至少一種過渡金屬。術(shù)語過渡金屬是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員本身已知的且描述元素周期表(IUPAC新命名法)第3-12過渡族的元素組。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明使用的催化劑包含至少一種選自元素周期表第四周期和/或第8-11族的過渡金屬。