[發(fā)明專利]整體型催化劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910918310.4
• 申請(qǐng)日: 2019-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112547090B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣見(jiàn);繆長(zhǎng)喜;盧媛嬌;孫清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號(hào): B01J23/89
• 分類號(hào): B01J23/89;F23G7/07
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發(fā)明公開(kāi)了一種整體型催化劑，其包括含有氧化鋁涂層的蜂窩陶瓷載體和負(fù)載于載體上的貴金屬和非貴金屬氧化物，其中所述非貴金屬氧化物選自鈷鐵復(fù)合氧化物、鈷鎢復(fù)合氧化物、鈷鐵鎢復(fù)合氧化物中的一種或多種。本發(fā)明還公開(kāi)了該整體型催化劑的制備方法及應(yīng)用。本發(fā)明的整體型催化劑具有催化活性高、活性組分與載體結(jié)合牢固、不容易脫落等優(yōu)點(diǎn)，可用于含溴石化有機(jī)廢氣等的催化燃燒處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化燃燒方法的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及有機(jī)廢氣特別是含鹵素有機(jī)廢氣的催化燃燒的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石油化工生產(chǎn)過(guò)程中常會(huì)產(chǎn)生含有揮發(fā)性有機(jī)物的廢氣，這些揮發(fā)性有機(jī)物多具有異味，可對(duì)人體產(chǎn)生誘導(dǎo)病變甚至致癌的危害，其中一些含有鹵素的揮發(fā)性有機(jī)廢氣，除了本身毒性大以外，還能與臭氧發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，對(duì)地球環(huán)境產(chǎn)生極大破壞。因此，對(duì)石化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣進(jìn)行有效處理凈化是壞境科學(xué)中的重要課題。

催化燃燒法是目前消除排放的揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的常見(jiàn)辦法。催化燃燒的實(shí)質(zhì)為氣固相催化氧化反應(yīng)，通過(guò)催化劑中的晶格氧參與深度氧化。在催化燃燒過(guò)程中，催化劑可降低反應(yīng)的活化能，使得催化燃燒的起燃溫度降低，節(jié)約了能耗，同時(shí)可將反應(yīng)物分子吸附于催化劑表面，提高了氧化反應(yīng)速率；加入催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下發(fā)生無(wú)焰燃燒，并氧化分解為CO₂和H₂O，不會(huì)造成二次污染，實(shí)現(xiàn)近零排放。因此，催化燃燒法已成為處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物廢氣最廣泛、最有效的方法之一。

催化燃燒法常用的催化劑包括:貴金屬型催化劑，如Pt、Pd、Rh等，此類催化劑活性高，但價(jià)格昂貴、材料稀缺、易中毒且高溫穩(wěn)定性差；金屬氧化物催化劑，其容易得到、價(jià)格便宜、不易中毒，但催化效率通常相對(duì)較低、固定性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是現(xiàn)有技術(shù)中含溴有機(jī)廢氣凈化催化劑活性組分容易脫落、抗毒性差等問(wèn)題，提供一種新的負(fù)載型催化劑。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題之二，是提供與技術(shù)問(wèn)題一相對(duì)應(yīng)的催化劑的制備方法。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題之三，是提供與技術(shù)問(wèn)題一相對(duì)應(yīng)的催化劑在含溴有機(jī)廢氣凈化中的應(yīng)用。

本發(fā)明首先提供了如下的技術(shù)方案：

一種整體型催化劑，包括含有氧化鋁涂層的蜂窩陶瓷載體和負(fù)載于載體上的第一活性組分和第二活性組分，其中所述第一活性組分選自鉑和/或鈀，第二活性組分為非貴金屬氧化物，其中所述非貴金屬氧化物選自鈷鐵復(fù)合氧化物、鈷鎢復(fù)合氧化物、鈷鐵鎢復(fù)合氧化物中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明的整體型催化劑的一些實(shí)施方式，單位體積的蜂窩陶瓷負(fù)載的第一活性組分的含量為150-1500mg/L。

根據(jù)本發(fā)明的整體型催化劑的一些實(shí)施方式，單位體積的蜂窩陶瓷負(fù)載的第二活性組分含量為35-200g/L。

上述實(shí)施方式中，蜂窩陶瓷負(fù)載活性組分的含量c可通過(guò)如下的計(jì)算式得到：

根據(jù)本發(fā)明的整體型催化劑的一些實(shí)施方式，所述蜂窩陶瓷的密度為0.65g/ml左右。

根據(jù)本發(fā)明的整體型催化劑的一些實(shí)施方式，所述氧化鋁涂層占所述蜂窩陶瓷的5-20wt％，優(yōu)選為7-15wt％。

根據(jù)本發(fā)明的整體型催化劑的一些實(shí)施方式，所述第一活性組分中鉑與鈀的物質(zhì)的量的比為(0.02-10):1。

根據(jù)本發(fā)明的整體型催化劑的一些實(shí)施方式，所述鈷鐵復(fù)合氧化物中鈷元素與鐵元素的物質(zhì)的量的比為(5-15):1。

根據(jù)本發(fā)明的整體型催化劑的一些實(shí)施方式，所述鈷鎢復(fù)合氧化物的鈷元素與鎢元素的物質(zhì)的量的比為(7-20):1。