[發明專利]薄殼型催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310435304.6
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN104437473B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 邵一凡;孫清;盧立義;繆長喜
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J27/224;B01J23/46;B01J29/00;B01J23/44;C07C15/46;C07C5/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種活性組分非均勻分布的薄殼型催化劑。

背景技術

燃燒反應是混合物中的可燃成分急劇與氧反應放出大量的熱和強烈的光的過程。燃燒的本質是可燃成分氧化的反應。催化燃燒是借助催化劑在較低溫度下，實現對可燃組分的完全氧化。催化燃燒可降低能耗，且安全高效。

典型的催化燃燒的催化劑以貴金屬(以鉑、鈀為主)為活性組分，早期的燃燒催化劑的活性組分幾乎均勻分布于催化劑中。由于貴金屬催化劑價格昂貴，資源少，多年來人們特別注重新型的、價格較為便宜的催化劑的開發研究。經試驗證明許多非均勻分布催化劑與均勻催化劑相比，具有更好的活性、選擇性和更長的壽命。專利CN01133374.X采用貴金屬活性組分Pt以浸漬法通過有機酸的競爭吸附分布于蜂窩陶瓷載體涂層外表面的方法，蜂窩陶瓷載體的涂層組成按重量百分比為：活動組分氧化鋁?20%~80%，氧化鈦?10%~40%，氧化鈰?5%~30%，氧化鋯?5%~20%，貴金屬負載量為每升催化劑含0.5~4.0g?Pt。該發明催化劑可用于各種類型含可燃組分廢氣的凈化處理。又如，CN200710201541.0和CN200710201542.5公布了一種非均布燃燒催化劑及其應用和該催化劑的制備方法。通過配制鈀、銠、鉑、鈷、鎳、鉻一種或幾種金屬的鹽溶液，將一定量的氧化鋁小球于烘干后浸漬于堿性溶液中1~3小時，隨后將浸漬堿溶液后的氧化鋁小球放入烘箱烘干，再將烘干后的氧化鋁小球浸漬到上述配制的一種或幾種金屬的鹽溶液中10分鐘~1小時，最后將浸漬金屬溶液后的氧化鋁小球放入馬弗爐中焙燒。得到的催化劑活性組分由氧化鈀、氧化銠、氧化鉑、氧化鈷、氧化鎳、氧化鉻其中一種或幾種組成，且活性組分在催化劑中呈蛋殼型非均勻分布，其含量占催化劑中量的0.01%~5%，氧化鋁載體的重量為95%~99.99%。該發明降低了燃料的起燃點，氣體起燃點比對照降低60~90℃，氣體轉化率60~80%，并使貴金屬組分高效利用。

氫氣作為可燃氣體，具有熱值高、清凈無污染的特點。同時，氫氣也屬于易燃易爆物質，它能與空氣形成爆炸性混合物，遇熱或明火即爆炸。在氫氣達到爆炸極限之前將氫氣催化氧化除去，可避免危險發生。專利CN200510086319.1發明的催化劑以堇青石蜂窩陶瓷為載體，過渡層以氧化鋁為主，過渡層的重量為堇青石載體重量的1~30%，活性組分為貴金屬鉑或鈀，活性組分重量為堇青石載體劑過渡層重量之和的0.1%~3%。采用多次不同方法地浸漬，制備得到貴金屬催化活性組分呈軸向非均勻分布的整體催化劑，活性組分高度與催化劑的高度比為1:10~5:10。該催化劑能常溫啟動，將氫氣氧化除去至分析儀器檢測限下。

不飽和烴是一類重要的有機化工原料，催化脫氫在石油化工工業中有著眾多重要的應用。烷烴脫氫或芳烴脫氫生產不飽和烴過程為吸熱反應，在反應過程中催化劑床層溫度會明顯降低，進而導致轉化率的降低。且由于熱力學平衡的限制，在一定溫度條件下，烷烴或芳烴的單程轉化率難以進一步提高。一種能夠同時解決上述兩個問題的方法是在反應中通入氧氣或含有氧氣的氣體，在氫氣選擇性氧化催化劑的作用下燃燒烷烴或芳烴脫氫產生的氫氣。燃燒消耗了氫氣可使得脫氫反應平衡向利于生成不飽和烴的方向移動，氫氣燃燒產生的熱量可為脫氫反應供熱，提高反應溫度。