[發明專利]用于PTA氧化尾氣凈化的整體式非貴金屬催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811201384.8
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN111054352B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 盧媛嬌;繆長喜;蔣見;張磊
• 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: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J23/843;F23G7/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明主要涉及一種用于PTA氧化尾氣凈化的整體式非貴金屬催化劑及制備方法，該催化劑為負載的缺位型鈣鈦礦的蜂窩陶瓷整體催化劑，以鈰鋁復合氧化物為載體涂層。所述鈣鈦礦催化劑和鈰鋁復合氧化物的載體采用共沉淀法合成，然后先將鈰鋁復合氧化物載體涂覆到蜂窩陶瓷上，再將鈣鈦礦粉末涂覆到負載載體的蜂窩陶瓷上得到整體催化劑。本發明制備的催化劑具有成本低、活性高和抗毒性好的特點，能對PTA等工業廢氣實現高效的催化燃燒脫除。

技術領域

本發明涉及一種用于PTA氧化尾氣凈化的整體式非貴金屬催化劑及其制備方法，屬于催化燃燒環保技術領域。

背景技術

精對苯二甲酸(Purified Terephthalic Acid，簡稱PTA)氧化廢氣是由氧化反應器排放的含多種污染物的有機廢氣，是PTA裝置排放量最大的有害氣體。該氣體的主要成分N₂，其體積分數約占94％，有機物的總質量濃度超過1000mg/m³，溴化物的質量濃度約100mg/m³，CO的質量濃度約5000mg/m³，均嚴重超過國家的排放標準。

雖然過去國內各PTA生產廠家也采取了種種措施對氧化尾氣進行處理，但治理的效果不是十分理想。隨著人類環保意識的不斷增強,環保法規的不斷完善,徹底治理氧化尾氣的要求越來越強烈。在此要求的推動下,近年來出現了2類效果比較顯著,且已得到工業應用的PTA氧化尾氣處理技術,其中一類稱為熱氧化(Thermal Oxidat ion)技術,另一類稱為催化氧化(Catalytic Oxidaton)技術,或稱催化燃燒(Catalytic Combustion)技術。熱氧化技術的特點是通過高溫使尾氣中的有害物質得到裂解,熱裂解的溫度高達800～900℃。而催化氧化技術借助于催化劑的作用使操作溫度降低到了280～450度。

熱氧化技術可以去除PTA廢氣中的乙酸甲酯、對二甲苯、一氧化碳等污染物，但對其中的溴化物去除率偏低，去除率只有57％，而且焚燒溫度高達800℃，需要消耗大量的燃料油，操作費用高，操作不當還存在安全隱患，同時也會產生NO_x。催化燃燒是在較低的溫度下(250～400℃)，利用催化劑使有機物無焰燃燒氧化，轉化為二氧化碳和水。操作安全、穩定，沒有頻繁切換的大型閥組，操作費用低，不產生二次污染。因此，催化燃燒是最受生產者歡迎的控制PTA廢氣排放的技術。

催化燃燒的催化劑主要有:貴金屬型催化劑，如Pt、Pd、Rh等，此類催化劑活性高，選擇性好，但資源稀少，價格昂貴，目前工業化催化燃燒催化劑主要就是這類貴金屬催化劑，而且我國催化燃燒工業化催化劑均為進口，主要供應商有Engelhard、Johnson Matthey等公司；單一金屬氧化物催化劑，如銅、錳、鈷等金屬氧化物，這類催化劑成本較低，但活性一般；復合氧化物催化劑該類催化劑容易得到，其催化活性比相應的單一氧化物要高，且在一定的條件下能達到貴金屬催化劑的活性，是目前催化燃燒催化劑領域研究的熱點，如專利CN103252242B就公布了一種銅、錳和鈰的復合氧化物的催化燃燒催化劑。與貴金屬催化劑相比，復合金屬氧化物催化劑具有價格便宜、抗鹵素中毒和穩定性靠的優點，因此開發非貴金屬復合氧化物催化燃燒催化劑具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明所要解決的是現有技術中PTA尾氣催化燃燒貴金屬催化劑價格昂貴、抗毒性差等問題，提供一種新的用于PTA尾氣凈化的整體式非貴金屬催化劑及其制備方法，所制得的催化劑具有原料成本低、活性高、抗毒性好等優點。

本發明采用的技術方案如下：一種用于PTA氧化尾氣凈化的整體式非貴金屬催化劑，包括活性組分、載體涂層和蜂窩陶瓷骨架，所述活性組分為缺位型的鈣鈦礦催化劑A_xBO₃，其中x＝0.6～0.95，A為La、Ce、Bi中的至少一種，B為過渡金屬Co，載體涂層為鈰鋁復合氧化物。

上述技術方案中，活性組分缺位型的鈣鈦礦催化劑A_xBO₃中x＝0.75～0.86。