BR112019013487B1

BR112019013487B1 - EXTRUDED ALVEOLAR CATALYST, PROCESS FOR PREPARING THE CATALYST, METHOD FOR REDUCING NOX IN THE EXHAUST GAS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR TREATMENT OF OUTLET GAS GENERATED FROM A POWER PLANT

Info

Publication number: BR112019013487B1
Application number: BR112019013487-5A
Authority: BR
Inventors: Feng Zhao; Sabine Huber; Jiadi ZHANG; Liang Chen; Diana Carolina Galeano Nunez; Edgar Viktor Huennekes
Original assignee: Basf Se; Basf Corporation
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2023-06-06

Abstract

São revelados um catalisador alveolar extrudado, um processo para preparar o catalisador, um método para reduzir NOx no gás de exaustão de um motor de combustão interna usando o catalisador e um método para tratamento do gás de emissão gerado a partir de uma usina de energia, compreendendo expor o gás de emissão ao catalisador.An extruded honeycomb catalyst, a process for preparing the catalyst, a method for reducing NOx in the exhaust gas of an internal combustion engine using the catalyst, and a method for treating the emission gas generated from a power plant are disclosed. comprising exposing the emission gas to the catalyst.

Description

TECHNICAL FIELD

[001] De modo geral, a presente invenção refere-se a um catalisador alveolar extrudado, um processo para preparar o catalisador, um método para reduzir NOx no gás de exaustão de um motor de combustão interna usando o catalisador e um método para tratamento do gás de emissão gerado a partir de uma usina de energia, compreendendo expor o gás de emissão ao catalisador.[001] In general, the present invention relates to an extruded honeycomb catalyst, a process for preparing the catalyst, a method for reducing NOx in the exhaust gas of an internal combustion engine using the catalyst and a method for treating the off-gas generated from a power plant, comprising exposing the off-gas to catalyst.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[002] O NOx é um dos principais gases de exaustão de fonte móvel e fonte estacionária que seria prejudicial ao meio ambiente e aos seres humanos. De modo a remover o NOx dos gases de exaustão, métodos de redução catalítica foram até agora desenvolvidos. Os métodos de redução catalítica são adequados para lidar com grandes quantidades de gases de exaustão, e destes, um processo compreendendo a adição de amônia como um agente redutor para reduzir cataliticamente o NOx seletivamente para N2 é relatado como sendo superior. Os catalisadores usados em tal redução catalítica seletiva (SCR) são necessários para reduzir o NOx em uma ampla faixa de temperatura, como entre 200 °C e 600 °C. Além disso, a atividade SCR desses catalisadores não deve diminuir drasticamente após o envelhecimento hidrotérmico e de enxofre a longo prazo. Os catalisadores V2O5/ WO3/ TiO2 são bem conhecidos na indústria por sua melhor tolerância ao S em comparação com a SCR de Cu-Zeólita. Como mencionado em Applied Catalysis A: General, 80 (1992) página 135 - 148, WO3 dopando V2O5/ TiO2 1) aumenta a atividade e alarga a janela de temperatura para SCR; 2) aumenta a resistência a tóxicos para óxidos de metal alcalino e óxidos de arsênio; 3) reduz a oxidação de NH3, bem como a oxidação de SO2.[002] NOx is one of the main mobile source and stationary source exhaust gases that would be harmful to the environment and humans. In order to remove NOx from the exhaust gases, catalytic reduction methods have so far been developed. Catalytic reduction methods are suitable for handling large amounts of exhaust gases, and of these, a process comprising adding ammonia as a reducing agent to catalytically reduce NOx selectively to N2 is reported to be superior. The catalysts used in such selective catalytic reduction (SCR) are required to reduce NOx over a wide temperature range, such as between 200 °C and 600 °C. Furthermore, the SCR activity of these catalysts should not drastically decrease after long-term hydrothermal and sulfur aging. V2O5/WO3/TiO2 catalysts are well known in the industry for their better S tolerance compared to Cu-Zeolite SCR. As mentioned in Applied Catalysis A: General, 80 (1992) page 135 - 148, WO3 doping V2O5/TiO2 1) increases activity and widens the temperature window for SCR; 2) increases toxic resistance to alkali metal oxides and arsenic oxides; 3) Reduces NH3 oxidation as well as SO2 oxidation.

[003] Com a execução das normas de emissão de NOx mais rigorosas para as aplicações fixas e móveis nos últimos anos, os catalisadores de remoção de NOx de alto desempenho e baixo custo são extremamente necessários. O V2O5/ WO3/ TiO2 alveolar extrudado foi desenvolvido para a redução de NOx como uma solução de alto desempenho e baixo custo. Os catalisadores alveolares extrudados são objetos monolíticos de uma peça que possuem uma pluralidade de canais através dos quais o gás flui durante a operação.[003] With the enforcement of more stringent NOx emission standards for stationary and mobile applications in recent years, high-performance, low-cost NOx removal catalysts are badly needed. Extruded honeycomb V2O5/WO3/TiO2 was developed for NOx reduction as a high-performance, low-cost solution. Extruded honeycomb catalysts are one-piece monolithic objects that have a plurality of channels through which gas flows during operation.

[004] As publicações anteriores US 7507684 B2, US 2014/0157763 A1, WO 2010/099395 revelaram a preparação de catalisadores V2O5/ WO3/ TiO2 alveolares extrudados e suas aplicações em aplicações de remoção de NOx. Outra publicação WO 2013/179129 tentou reivindicar catalisadores de fluxo de parede (wall flow) do tipo extrudado constituídos por (Ax)(Ty)(Rz)VO4, em que A é pelo menos um metal alcalino-terroso, T é pelo menos um metal de transição, R é pelo menos um metal de terras raras, x, y, z são as razões molares de cada metal para vanadato (VO4) com 1 > x, y, z > 0, x + y + z = 1. No entanto, não existe nenhum exemplo do catalisador compreendendo V e Sb revelados no documento WO 2013/179129.[004] Previous publications US 7507684 B2, US 2014/0157763 A1, WO 2010/099395 disclosed the preparation of extruded alveolar V2O5/WO3/TiO2 catalysts and their applications in NOx removal applications. Another publication WO 2013/179129 attempted to claim wall flow catalysts of the extruded type consisting of (Ax)(Ty)(Rz)VO4, wherein A is at least one alkaline earth metal, T is at least one transition metal, R is at least one rare earth metal, x, y, z are the mole ratios of each metal to vanadate (VO4) with 1 > x, y, z > 0, x + y + z = 1. However, there is no example of the catalyst comprising V and Sb disclosed in WO 2013/179129.

[005] O documento WO 2013/017873 A1 revela ainda um tipo extrudado revestido de substratos ou catalisadores feitos com zeólita Fe-Beta, ou V2O5/ WO3/ TiO2, ou Fe-ZSM-5 (MFI) com outra camada de Cu-SAPO, ou SSZ-13, ou WOx/ CeO2-ZrO2 para melhorar ainda mais a funcionalidade em diferentes aplicações, tais como um catalisador SCR que é menos sensível às composições gasosas.[005] WO 2013/017873 A1 also discloses an extruded type coated substrates or catalysts made with zeolite Fe-Beta, or V2O5/WO3/TiO2, or Fe-ZSM-5 (MFI) with another layer of Cu-SAPO , or SSZ-13, or WOx/CeO2-ZrO2 to further improve functionality in different applications, such as an SCR catalyst that is less sensitive to gaseous compositions.

[006] A SABIC depositou um pedido de patente US 2003/0144539 A1 e reivindicou a estrutura de VSbaMbOx e suas aplicações em amoxidação de alcanos e olefinas, em que M é pelo menos um elemento selecionado a partir de magnésio, alumínio, zircônio, silício, háfnio, titânio e nióbio, a é 0,5 a 20, b é 2 a 50, x é determinado pelos requisitos de valência dos elementos presentes. Importante, V e Sb foram isolados no material de matriz M e não formaram óxidos mistos.[006] SABIC filed a patent application US 2003/0144539 A1 and claimed the structure of VSbaMbOx and its applications in amoxidation of alkanes and olefins, in which M is at least one element selected from magnesium, aluminum, zirconium, silicon , hafnium, titanium and niobium, a is 0.5 to 20, b is 2 to 50, x is determined by the valence requirements of the elements present. Importantly, V and Sb were isolated from the M matrix material and did not form mixed oxides.

[007] A patente KR n°. 101065242 e patente US n°. 2009143225 revelam uma composição catalítica SCR com conversão melhorada de NOx a baixa temperatura e a sua síntese, na qual o catalisador tem uma fórmula de V2O5/ Sb2O3/ TiO2, em que o sistema binário V/ Sb é suportado no material de suporte. No entanto, a fórmula e o método de preparação mencionados em US 2009143225 não conseguiram produzir os catalisadores alveolares extrudados.[007] KR patent no. 101065242 and US patent no. 2009143225 discloses an SCR catalytic composition with improved NOx conversion at low temperature and its synthesis, in which the catalyst has a formula of V2O5/Sb2O3/TiO2, in which the binary V/Sb system is supported on the support material. However, the formula and preparation method mentioned in US 2009143225 failed to produce the extruded honeycomb catalysts.

[008] Em US 8975206 B2, foi revelada uma estrutura XVO4 suportada (XVO4/ S), em que X significa Bi, Sb, Ga ou Al etc., S é um material de suporte compreendendo TiO2 e apenas TiO2/ WO3/ SiO2 foi usado como suporte nos exemplos.[008] In US 8975206 B2, a supported XVO4 structure (XVO4/ S) was disclosed, where X means Bi, Sb, Ga or Al etc., S is a support material comprising TiO2 and only TiO2/ WO3/ SiO2 was used as support in the examples.

[009] Apesar do trabalho acima mencionado, os catalisadores V- SCR alveolares extrudados utilizando óxidos de vanádio como componentes ativos e utilizando óxidos de antimônio ou óxidos de ferro como promotor nunca foram estudados ou revelados.[009] Despite the aforementioned work, extruded honeycomb V-SCR catalysts using vanadium oxides as active components and using antimony oxides or iron oxides as a promoter have never been studied or disclosed.

SHORT DESCRIPTION OF THE INVENTION

[010] Um objetivo da presente invenção é fornecer um novo catalisador V-SCR alveolar extrudado. Comparado com o catalisador SCR V2O5/ WO3/ TiO2 alveolar extrudado tradicional, o catalisador recentemente projetado apresentou melhor desempenho em amplas faixas de temperatura e excelente estabilidade térmica.[010] An object of the present invention is to provide a new extruded alveolar V-SCR catalyst. Compared with the traditional extruded honeycomb SCR V2O5/WO3/TiO2 catalyst, the newly designed catalyst has improved performance over wide temperature ranges and excellent thermal stability.

[011] O objetivo pode ser alcançado por um catalisador alveolar extrudado, um processo para preparar o catalisador, um método para reduzir NOx no gás de exaustão de um motor de combustão interna usando o catalisador e um método para tratamento do gás de emissão gerado a partir de uma usina de energia usando o catalisador.[011] The objective can be achieved by an extruded alveolar catalyst, a process for preparing the catalyst, a method for reducing NOx in the exhaust gas of an internal combustion engine using the catalyst and a method for treating the emission gas generated from from a power plant using the catalyst.

[012] Em um primeiro aspecto da invenção, proporcionou-se um catalisador alveolar extrudado compreendendo óxidos de vanádio como componente ativo e óxidos de antimônio ou óxidos de ferro como o promotor.[012] In a first aspect of the invention, an extruded honeycomb catalyst comprising vanadium oxides as the active component and antimony oxides or iron oxides as the promoter is provided.

[013] Em um segundo aspecto da invenção, proporcionou-se um processo para preparar o catalisador da presente invenção, compreendendo as etapas de: i) misturar óxidos de vanádio e/ ou o precursor dos mesmos, óxidos de antimônio e/ ou o precursor dos mesmos, óxidos de vanádio e antimônio misturados, óxidos de ferro e vanádio misturados, o suporte e/ ou o precursor do mesmo e o ligante opcional e/ ou matriz e/ ou os precursores dos mesmos em uma mistura moldável; ii) extrudar a mistura moldável em um corpo de catalisador alveolar de fluxo passante (flow-through); iii) secar o corpo de catalisador; e iv) calcinar o corpo de catalisador.[013] In a second aspect of the invention, a process was provided for preparing the catalyst of the present invention, comprising the steps of: i) mixing vanadium oxides and/or the precursor thereof, antimony oxides and/or the precursor thereof, mixed vanadium and antimony oxides, mixed vanadium and iron oxides, the support and/or the precursor thereof and the optional binder and/or matrix and/or the precursors thereof in a moldable mixture; ii) extruding the moldable mixture into a flow-through honeycomb catalyst body; iii) drying the catalyst body; and iv) calcining the catalyst body.

[014] Em um terceiro aspecto da invenção, proporcionou-se um método para reduzir NOx no gás de exaustão de um motor de combustão interna, compreendendo colocar em contato o gás de exaustão com o catalisador da presente invenção na presença de um redutor, de preferência NH3.[014] In a third aspect of the invention, a method was provided for reducing NOx in the exhaust gas of an internal combustion engine, comprising bringing the exhaust gas into contact with the catalyst of the present invention in the presence of a reducer, of NH3 preference.

[015] Em um quarto aspecto da presente invenção, proporcionou-se um método para tratamento do gás de emissão gerado a partir de uma usina de energia compreendendo a exposição do gás de emissão ao catalisador.[015] In a fourth aspect of the present invention, a method for treating the emission gas generated from a power plant comprising exposing the emission gas to the catalyst is provided.

[016] Em comparação com o catalisador SCR V2O5/ WO3/ TiO2 alveolar extrudado tradicional, os catalisadores da invenção exibem melhor desempenho em faixas de temperatura amplas e excelente estabilidade térmica.[016] Compared to the traditional extruded honeycomb SCR V2O5/WO3/TiO2 catalyst, the catalysts of the invention exhibit better performance over wide temperature ranges and excellent thermal stability.

BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[017] A Figura 1 mostra o catalisador alveolar extrudado da presente invenção.[017] Figure 1 shows the extruded honeycomb catalyst of the present invention.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION EXTRUDED ALVEOLAR CATALYST

[018] Em um primeiro aspecto da invenção, proporcionou-se um catalisador alveolar extrudado compreendendo óxidos de vanádio como componente ativo e óxidos de antimônio ou óxidos de ferro como o promotor.[018] In a first aspect of the invention, an extruded honeycomb catalyst comprising vanadium oxides as the active component and antimony oxides or iron oxides as the promoter is provided.

[019] A carga de óxidos de vanádio (calculada como V2O5) em relação ao peso total do catalisador varia de 0,5 a 5% em peso, de preferência de 1 a 5% em peso, mais preferencialmente de 1 a 3% em peso.[019] The charge of vanadium oxides (calculated as V2O5) relative to the total weight of the catalyst ranges from 0.5 to 5% by weight, preferably from 1 to 5% by weight, more preferably from 1 to 3% by weight Weight.

[020] Sb no catalisador é o promotor e usado para melhorar a estabilidade térmica das espécies ativas de óxidos de vanádio. A carga de óxidos de antimônio (calculada como Sb2O3) em relação ao peso total do catalisador varia de 0,75 a 30% em peso, de preferência de 1,5 a 15% em peso, mais preferivelmente de 3 a 15% em peso.[020] Sb in the catalyst is the promoter and used to improve the thermal stability of the active species of vanadium oxides. The charge of antimony oxides (calculated as Sb2O3) relative to the total weight of the catalyst ranges from 0.75 to 30% by weight, preferably from 1.5 to 15% by weight, more preferably from 3 to 15% by weight .

[021] A razão molar V/ Sb pode ser de 8:1 a 1:8, mais preferivelmente de 6:1 a 1:3, e mais preferencialmente de 5:1 a 1:2.[021] The molar ratio V/Sb may be from 8:1 to 1:8, more preferably from 6:1 to 1:3, and most preferably from 5:1 to 1:2.

[022] O catalisador extrudado da presente invenção compreende materiais de suporte ativo. Os materiais de suporte ativo para as espécies ativas óxidos de vanádio e os óxidos de antimônio promotores incluem, mas não se limitam a: alumina, zircônia, titânia, sílica, sílica alumina, sílica titânia, tungstênio titânia, sílica tungstênio titânia, zeólita, céria, óxidos mistos de céria zircônia, e misturas de quaisquer dois ou mais materiais acima mencionados. De um modo preferido, o material de suporte compreende ou, de um modo mais preferido, consiste em TiO2 puro, ambos de TiO2 e SiO2, ou ambos de TiO2 e WO3, ou TiO2, SiO2 e WO3.[022] The extruded catalyst of the present invention comprises active support materials. Active support materials for the active species vanadium oxides and the promoting antimony oxides include, but are not limited to: alumina, zirconia, titania, silica, silica alumina, silica titania, tungsten titania, silica tungsten titania, zeolite, ceria , mixed oxides of ceria zirconia, and mixtures of any two or more materials mentioned above. Preferably, the support material comprises or more preferably consists of pure TiO2, both TiO2 and SiO2, or both TiO2 and WO3, or TiO2, SiO2 and WO3.

[023] Além disso, pelo menos um ligante e/ ou componentes de matriz podem ser adicionados para melhorar a resistência mecânica dos produtos extrudados finais. O ligante e/ ou materiais de matriz podem ser selecionados a partir do grupo que consiste em cordierita, nitretos, carbonetos, boretos, intermetálicos, aluminossilicato, espinélio, alumina e/ ou alumina dopada, sílica, titânia, zircônia, titânia-zircônia, fibra de vidro e misturas de quaisquer dois ou mais dos mesmos.[023] In addition, at least one binder and/or matrix components can be added to improve the mechanical strength of the final extruded products. Binder and/or matrix materials may be selected from the group consisting of cordierite, nitrides, carbides, borides, intermetallics, aluminosilicate, spinel, alumina and/or doped alumina, silica, titania, zirconia, titania-zirconia, fiber glassware and mixtures of any two or more thereof.

[024] As espécies ativas em termos do peso total de óxidos de vanádio (calculado na forma de V2O5), óxidos de antimônio (calculados na forma de Sb2O3), óxidos de vanádio e antimônio misturados, óxidos de ferro e vanádio misturados e os materiais de suporte ativo em porcentagens de peso total dos catalisadores extrudados pode variar entre 10 e 100%, preferivelmente entre 50 a 95%, mais preferencialmente entre 70 e 90%, mais preferencialmente entre 75 e 90%. O peso de teores de ligante e/ ou materiais de matriz adicionais no catalisador extrudado pode variar entre 0 e 50%, de preferência entre 5 e 30%, mais preferencialmente de 10 a 25%, com base no peso total do catalisador, de modo que o os produtos finais combinariam as vantagens de ter um bom desempenho de eliminação de NOx e uma resistência mecânica suficiente ao mesmo tempo.[024] The active species in terms of the total weight of vanadium oxides (calculated as V2O5), antimony oxides (calculated as Sb2O3), mixed vanadium and antimony oxides, mixed vanadium and iron oxides and the materials of active support in percentages of total weight of the extruded catalysts can vary between 10 and 100%, preferably between 50 and 95%, more preferably between 70 and 90%, most preferably between 75 and 90%. The weight of binder contents and/or additional matrix materials in the extruded catalyst can vary between 0 and 50%, preferably between 5 and 30%, more preferably from 10 to 25%, based on the total weight of the catalyst, so that the final products would combine the advantages of having good NOx elimination performance and sufficient mechanical strength at the same time.

[025] O catalisador pode ainda compreender outros componentes ativos, tais como pelo menos um selecionado a partir de óxidos mistos de antimônio e vanádio tais como SbVO4, e óxidos mistos de ferro e vanádio tais como FeVO4.[025] The catalyst may further comprise other active components, such as at least one selected from mixed oxides of antimony and vanadium such as SbVO4, and mixed oxides of iron and vanadium such as FeVO4.

[026] O catalisador da presente invenção pode tomar a forma de um corpo de catalisador alveolar de fluxo passante, isto é, com canais de fluxo contínuo. Os canais de fluxo do corpo de catalisador alveolar são canais de paredes finas, que podem ter qualquer forma e tamanho de seção transversal adequados, tais como trapezoidal, retangular, quadrada, sinusoidal, hexagonal, oval ou circular. Tais estruturas podem conter até 900 aberturas de entrada de gás (isto é, células) por polegada quadrada (doravante abreviadas como cpsi) de seção transversal, em que, de acordo com a presente invenção, as estruturas têm preferencialmente de 50 a 600 cpsi, mais preferivelmente de 200 a 600 cpsi e ainda mais preferencialmente de 300 a 600 cpsi.[026] The catalyst of the present invention may take the form of a flow-through honeycomb catalyst body, that is, with continuous flow channels. The flow channels of the honeycomb catalyst body are thin-walled channels, which may have any suitable shape and cross-sectional size, such as trapezoidal, rectangular, square, sinusoidal, hexagonal, oval or circular. Such structures may contain up to 900 gas inlet openings (i.e. cells) per square inch (hereinafter abbreviated as cpsi) cross section, wherein, in accordance with the present invention, structures preferably have from 50 to 600 cpsi, more preferably from 200 to 600 cpsi and even more preferably from 300 to 600 cpsi.

[027] Os catalisadores alveolares extrudados da invenção são objetos monolíticos de uma peça que têm uma pluralidade de canais através dos quais o gás flui durante a operação. Pela eliminação do substrato cerâmico e a carga de maior quantidade de componentes ativos catalíticos comparados com os catalisadores revestidos, os catalisadores alveolares extrudados têm menor custo total e trarão mais massa ativa dado o mesmo volume de catalisador e, assim, conferem melhor desempenho em amplas faixas de temperatura.[027] The extruded honeycomb catalysts of the invention are one-piece monolithic objects that have a plurality of channels through which the gas flows during operation. By eliminating the ceramic substrate and loading a greater amount of catalytic active components compared to coated catalysts, extruded honeycomb catalysts have a lower total cost and will bring more active mass given the same volume of catalyst and, thus, provide better performance in wide ranges of temperature.

[028] Outra vantagem é que, usando apenas uma massa para extrusão, elimina-se a interfase crítica entre o substrato cerâmico e o revestimento ativo. Mesmo que o alvéolo seja frágil até certo ponto, os materiais ativos não seriam perdidos. PROCESSO PARA PREPARAR O CATALISADOR EXTRUDADO[028] Another advantage is that, using only one mass for extrusion, the critical interface between the ceramic substrate and the active coating is eliminated. Even if the socket is fragile to some extent, the active materials would not be lost. PROCESS TO PREPARE THE EXTRUDED CATALYST

[029] O segundo aspecto da presente invenção refere-se a um processo para preparar o catalisador da presente invenção.[029] The second aspect of the present invention relates to a process for preparing the catalyst of the present invention.

[030] O catalisador extrudado pode ser preparado por um método incluindo as etapas de: v) misturar os óxidos de vanádio e/ ou o precursor dos mesmos, os óxidos de antimônio e/ ou o precursor dos mesmos, óxidos de vanádio e antimônio misturados, óxidos de ferro e vanádio misturados, o suporte e/ ou o precursor do mesmo e o ligante opcional e/ ou matriz e/ ou os precursores dos mesmos em uma mistura moldável; vi) extrudar a mistura moldável em um corpo de catalisador alveolar de fluxo passante; vii) secar o corpo de catalisador; e viii) calcinar o corpo de catalisador.[030] The extruded catalyst can be prepared by a method including the steps of: v) mixing vanadium oxides and/or their precursor, antimony oxides and/or their precursor, mixed vanadium oxides and antimony , mixed iron and vanadium oxides, the support and/or the precursor thereof and the optional binder and/or matrix and/or the precursors thereof in a moldable mixture; vi) extruding the moldable mixture into a flow-through honeycomb catalyst body; vii) drying the catalyst body; and viii) calcining the catalyst body.

[031] Na etapa i), pelo menos um ligante e/ ou componentes de matriz podem ser adicionados à mistura para melhorar a resistência mecânica dos produtos finais extrudados. Estes materiais podem ser selecionados a partir do grupo que consiste em cordierita, nitretos, carbonetos, boretos, intermetálicos, aluminossilicato, espinélio, alumina e/ ou alumina dopada, sílica, titânia, zircônia, titânia-zircônia, fibra de vidro e misturas de quaisquer dois ou mais dos mesmos.[031] In step i), at least one binder and/or matrix components can be added to the mixture to improve the mechanical strength of the final extruded products. These materials may be selected from the group consisting of cordierite, nitrides, carbides, borides, intermetallics, aluminosilicate, spinel, alumina and/or doped alumina, silica, titania, zirconia, titania-zirconia, glass fiber and mixtures of any two or more of the same.

[032] Na etapa i) do processo, opcionalmente quaisquer aditivos convencionais podem ser adicionados, tais como plastificante e/ ou dispersante etc. Os plastificantes adequados são conhecidos do técnico no assunto, tal como óxido de polietileno ou vários tipos de amido (tais como WALOCEL da Dow Wolff Cellulosics GmbH, Alemanha, METHOCEL da Dow Wolff Cellulosics GmbH, Alemanha, éteres de celulose, carboximetilcelulose etc. ou outros carboidratos funcionalizados (tais como amido, dextrina, lactose, glicose, açúcares ou álcoois de açúcar sendo modificados por etoxilação ou propoxilação, carboidratos alcoxilados, carboidratos hidrogenados ou parcialmente hidrogenados e/ ou carboidratos alcoxilados, hidrogenados ou parcialmente hidrogenados). Os dispersantes adequados são conhecidos para os técnicos no assunto, tais como grafite e lubrificantes comparáveis (tais como polietilenoglicóis, óxido de polietileno, metilcelulose, parafina, ácido esteárico ou estearato, ácido carboxílico, silicone, óleo de petróleo, emulsões de cera, lignosulfonatos, etc.). O peso dos aditivos opcionais pode ser ajustado para a operação de extrusão, tal como de 0,5 a 5%, de preferência de 1 a 3%, com base no peso total do catalisador.[032] In step i) of the process, optionally any conventional additives can be added, such as plasticizer and/or dispersant etc. Suitable plasticizers are known to the person skilled in the art, such as polyethylene oxide or various types of starch (such as WALOCEL from Dow Wolff Cellulosics GmbH, Germany, METHOCEL from Dow Wolff Cellulosics GmbH, Germany, cellulose ethers, carboxymethylcellulose etc. or others functionalized carbohydrates (such as starch, dextrin, lactose, glucose, sugars or sugar alcohols being modified by ethoxylation or propoxylation, alkoxylated carbohydrates, hydrogenated or partially hydrogenated carbohydrates and/or alkoxylated, hydrogenated or partially hydrogenated carbohydrates). for those skilled in the art, such as graphite and comparable lubricants (such as polyethylene glycols, polyethylene oxide, methylcellulose, paraffin, stearic acid or stearate, carboxylic acid, silicone, petroleum oil, wax emulsions, lignosulphonates, etc.). weight of optional additives can be adjusted for the extrusion operation, such as from 0.5 to 5%, preferably from 1 to 3%, based on the total catalyst weight.

[033] Na etapa i), opcionalmente, pode ser adicionado um precipitador, tal como um ácido orgânico, para peptizar a mistura em pó. Os ácidos orgânicos adequados são selecionados a partir do grupo que consiste em ácido fórmico, ácido acético ou ácidos bifuncionalizados tais como ácido oxálico, ácido tartárico etc. A quantidade dos ácidos orgânicos pode ser 1 a 20% em peso com base no peso total do catalisador. Os ácidos podem ser diluídos ou concentrados.[033] In step i), optionally, a precipitator, such as an organic acid, can be added to peptize the powder mixture. Suitable organic acids are selected from the group consisting of formic acid, acetic acid or bifunctionalized acids such as oxalic acid, tartaric acid and the like. The amount of the organic acids can be 1 to 20% by weight based on the total weight of the catalyst. Acids can be diluted or concentrated.

[034] Além disso, na etapa i), opcionalmente, pode ser adicionado um agente formador de poros. O agente formador de poros se decompõe durante a calcinação do catalisador e produz poros finos no corpo de catalisador. Ao selecionar o tipo, o tamanho das partículas e a quantidade do agente formador de poros, o número de poros e o tamanho dos poros poderiam ser controlados. Os agentes formadores de poros adequados são selecionados a partir do grupo de agentes formadores de poros inorgânicos, tais como carbonato de amônio, bicarbonato de amônio, sais de cloreto de amônio, etc. ou outro carbono inorgânico termicamente decomponível, como grafite, cinzas de carvão etc., e/ ou agentes formadores de poros orgânicos que consistem em carboidratos com ou sem grupos funcionais, tais como carboxi, hidroxila, tais como fibras, polímeros, poliestireno (PS), polimetilmetacrilato etc.[034] In addition, in step i), optionally, a pore-forming agent can be added. The pore-forming agent decomposes during calcination of the catalyst and produces fine pores in the catalyst body. By selecting the type, particle size and amount of pore-forming agent, the number of pores and pore size could be controlled. Suitable pore-forming agents are selected from the group of inorganic pore-forming agents, such as ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, ammonium chloride salts, etc. or other thermally decomposable inorganic carbon, such as graphite, coal ash, etc., and/or organic pore-forming agents consisting of carbohydrates with or without functional groups, such as carboxy, hydroxyl, such as fibers, polymers, polystyrene (PS) , polymethylmethacrylate etc.

[035] A etapa i) pode ser realizada na presença de um solvente. O solvente pode ser qualquer solvente adequado conhecido na técnica, de preferência um solvente compreendendo água, de preferência o solvente sendo água deionizada.[035] Step i) can be performed in the presence of a solvent. The solvent may be any suitable solvent known in the art, preferably a solvent comprising water, preferably the solvent being deionized water.

[036] A etapa ii) pode ser realizada por meio de quaisquer dispositivos de extrusão adequados comercialmente disponíveis.[036] Step ii) can be performed using any commercially available suitable extrusion devices.

[037] O extrudado pode tomar a forma de um corpo de catalisador alveolar de fluxo passante, isto é, com canais de fluxo contínuo. Os canais de fluxo do corpo de catalisador alveolar são canais de paredes finas, que podem ser de qualquer forma e tamanho de seção transversal adequados, tais como trapezoidal, retangular, quadrada, sinusoidal, hexagonal, oval ou circular. Tais estruturas podem ter até 900 cpsi, em que, de acordo com a presente invenção, as estruturas têm preferivelmente de 50 a 600 cpsi, mais preferivelmente de 300 a 600 cpsi, e ainda mais preferivelmente de 350 a 600 cpsi.[037] The extrudate can take the form of a flow-through alveolar catalyst body, that is, with continuous flow channels. The flow channels of the honeycomb catalyst body are thin-walled channels, which may be of any suitable shape and cross-sectional size, such as trapezoidal, rectangular, square, sinusoidal, hexagonal, oval or circular. Such frames can be up to 900 cpsi, wherein, according to the present invention, frames are preferably from 50 to 600 cpsi, more preferably from 300 to 600 cpsi, and even more preferably from 350 to 600 cpsi.

[038] Após a extrusão, o extrudado pode ser envolvido em folha metálica e seco ao ar ou liofilizado a -10 a -30 °C a baixa pressão (tal como de 0,3 a 10 mbar). O período de secagem pode ser de 1 hora a 6 meses.[038] After extrusion, the extrudate can be wrapped in metallic foil and air-dried or lyophilized at -10 to -30 °C at low pressure (such as 0.3 to 10 mbar). The drying period can be from 1 hour to 6 months.

[039] Após a secagem, o extrudado resultante é calcinado. A temperatura de calcinação pode ser de 250 a 700 °C, preferencialmente de 450 a 650 °C. O período de calcinação pode ser de 10 minutos a 10 horas.[039] After drying, the resulting extrudate is calcined. The calcination temperature can be from 250 to 700°C, preferably from 450 to 650°C. The calcination period can be from 10 minutes to 10 hours.

[040] No contexto da invenção, o precursor dos óxidos de vanádio e o precursor dos óxidos de antimônio pretende significar os compostos que podem ser convertidos por calcinação sob condições de oxidação ou de outro modo para óxidos de vanádio e óxidos de antimônio, respectivamente, subsequentemente no processo.[040] In the context of the invention, the precursor of vanadium oxides and the precursor of antimony oxides is intended to mean the compounds that can be converted by calcination under oxidizing conditions or otherwise to vanadium oxides and antimony oxides, respectively, subsequently in the process.

[041] O precursor dos óxidos de vanádio pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em vanadato de amônio, oxalato de vanadila, pentóxido de vanádio, monoetanolamina de vanádio, cloreto de vanádio, óxido de tricloreto de vanádio, sulfato de vanadila e antimonato de vanádio.[041] The precursor of vanadium oxides can be selected from the group consisting of ammonium vanadate, vanadyl oxalate, vanadium pentoxide, vanadium monoethanolamine, vanadium chloride, vanadium trichloride oxide, vanadyl sulfate and antimonate of vanadium.

[042] O precursor dos óxidos de antimônio pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em acetato de antimônio, antimônio de etileno glicol, sulfato de antimônio, nitrato de antimônio, cloreto de antimônio, sulfeto de antimônio, óxido de antimônio e vanadato de antimônio.[042] The precursor of antimony oxides can be selected from the group consisting of antimony acetate, ethylene glycol antimony, antimony sulfate, antimony nitrate, antimony chloride, antimony sulfide, antimony oxide and vanadate of antimony.

METHOD TO REDUCE NOX IN EXHAUST GASES

[043] O terceiro aspecto da presente invenção refere-se a um método para reduzir NOx no gás de exaustão de um motor de combustão interna, compreendendo colocar em contato o gás de exaustão com o catalisador da presente invenção na presença de um redutor, de preferência NH3.[043] The third aspect of the present invention relates to a method for reducing NOx in the exhaust gas of an internal combustion engine, comprising bringing the exhaust gas into contact with the catalyst of the present invention in the presence of a reducer, of NH3 preference.

[044] Em uma forma de realização da invenção, o gás de exaustão é colocado em contato com o catalisador sob uma temperatura na faixa de 150 a 650 °C, ou 180 a 600 °C, ou 200 a 550 °C.[044] In one embodiment of the invention, the exhaust gas is brought into contact with the catalyst under a temperature in the range of 150 to 650 °C, or 180 to 600 °C, or 200 to 550 °C.

[045] O contato do gás de exaustão com o catalisador extrudado é realizado na presença de um redutor. O redutor que pode ser utilizado na presente invenção pode ser qualquer redutor conhecido na técnica per se para reduzir NOx, por exemplo o NH3. O NH3 pode ser derivado da ureia.[045] The contact of the exhaust gas with the extruded catalyst is carried out in the presence of a reducer. The reductant that can be used in the present invention can be any reductant known in the art per se to reduce NOx, for example NH3. NH3 can be derived from urea.

[046] Pode haver outro catalisador a montante ou a jusante da presente invenção, em relação à direção de fluxo do gás de exaustão.[046] There may be another catalyst upstream or downstream of the present invention, in relation to the exhaust gas flow direction.

[047] Em uma forma de realização preferida da invenção, o motor de combustão interna é um motor a diesel.[047] In a preferred embodiment of the invention, the internal combustion engine is a diesel engine.

METHOD TO REDUCE NOX IN EXHAUST GASES

[048] O quarto aspecto da presente invenção refere-se a um método para tratamento do gás de emissão gerado a partir da usina de energia compreendendo a exposição do gás de emissão ao catalisador.[048] The fourth aspect of the present invention relates to a method for treating the emission gas generated from the power plant comprising exposing the emission gas to the catalyst.

[049] A presente invenção é, portanto, dirigida às seguintes formas de realização.[049] The present invention is therefore directed to the following embodiments.

[050] 1. Um catalisador alveolar extrudado, compreendendo: a) óxidos de vanádio como componente ativo e óxidos de antimônio como promotor; ou b) óxidos de vanádio e antimônio misturados; ou c) óxidos de ferro e vanádio misturados.[050] 1. An extruded honeycomb catalyst, comprising: a) vanadium oxides as an active component and antimony oxides as a promoter; or b) mixed vanadium and antimony oxides; or c) mixed iron and vanadium oxides.

[051] 2. O catalisador de acordo com o item 1, em que compreende adicionalmente ligante e/ ou material de matriz.[051] 2. The catalyst according to item 1, further comprising binder and/or matrix material.

[052] 3. O catalisador de acordo com o item 1 ou 2, em que o catalisador compreende ainda pelo menos um suporte ativo selecionado a partir do grupo que consiste em alumina, zircônia, titânia, sílica, sílica alumina, sílica titânia, tungstênio titânia, sílica tungstênio titânia, zeólita, céria, óxidos mistos de céria zircônia, e misturas de quaisquer dois ou mais materiais acima mencionados.[052] 3. The catalyst according to item 1 or 2, wherein the catalyst further comprises at least one active support selected from the group consisting of alumina, zirconia, titania, silica, silica alumina, silica titania, tungsten titania, titania tungsten silica, zeolite, ceria, mixed oxides of ceria zirconia, and mixtures of any two or more materials mentioned above.

[053] 4. O catalisador de acordo com o item 3, em que o suporte ativo é um material à base de TiO2, preferivelmente compreende ou mais preferencialmente consiste em TiO2, mistura de TiO2 e SiO2, mistura de TiO2 e WO3, ou mistura de TiO2, SiO2 e WO3.[053] 4. The catalyst according to item 3, in which the active support is a TiO2-based material, preferably comprises or more preferably consists of TiO2, mixture of TiO2 and SiO2, mixture of TiO2 and WO3, or mixture of TiO2, SiO2 and WO3.

[054] 5. O catalisador de acordo com qualquer um dos itens 1 a 4, em que, com base no peso total do catalisador, os óxidos de vanádio (calculados na forma de V2O5) estão em uma quantidade de 0,5 a 5%, preferivelmente de 1 a 5%, mais preferivelmente 1 a 3% em peso.[054] 5. The catalyst according to any one of items 1 to 4, wherein, based on the total weight of the catalyst, vanadium oxides (calculated as V2O5) are in an amount of 0.5 to 5 %, preferably 1 to 5%, more preferably 1 to 3% by weight.

[055] 6. O catalisador de acordo com qualquer um dos itens 1 a 5, em que, com base no peso total do catalisador, os óxidos de antimônio (calculados na forma de Sb2O3) estão na quantidade de 0,75 a 30% em peso, de preferência 1,5 a 15% em peso, mais preferivelmente 3 a 15% em peso.[055] 6. The catalyst according to any one of items 1 to 5, wherein, based on the total weight of the catalyst, the antimony oxides (calculated as Sb2O3) are in the amount of 0.75 to 30% by weight, preferably 1.5 to 15% by weight, most preferably 3 to 15% by weight.

[056] 7. O catalisador de acordo com qualquer um dos itens 1 a 6, em que o catalisador compreende óxidos de vanádio e óxidos de antimônio e a razão molar Sb/ V é de 8:1 a 1:8, mais preferivelmente de 6:1 a 1:3 e mais preferencialmente de 5:1 a 1:2.[056] 7. The catalyst according to any one of items 1 to 6, wherein the catalyst comprises vanadium oxides and antimony oxides and the Sb/V molar ratio is from 8:1 to 1:8, more preferably from 6:1 to 1:3 and more preferably from 5:1 to 1:2.

[057] 8. O catalisador de acordo com qualquer um dos itens 1 a 7, em que o catalisador compreende até 900 células por polegada quadrada (abaixo como cpsi) de seção transversal, preferivelmente de 50 a 600 cpsi, mais preferencialmente de 200 a 600 cpsi, e ainda mais preferencialmente de 300 a 600 cpsi.[057] 8. The catalyst according to any one of items 1 to 7, wherein the catalyst comprises up to 900 cells per square inch (below as cpsi) cross-section, preferably from 50 to 600 cpsi, more preferably from 200 to 600 cpsi, and even more preferably from 300 to 600 cpsi.

[058] 9. O catalisador de acordo com qualquer um dos itens 1 a 8, em que, com base no peso total do catalisador, o peso total de óxidos de vanádio (calculado na forma de V2O5), óxidos de antimônio (calculado na forma de Sb2O3), óxidos de vanádio e antimônio misturados, óxidos de ferro e vanádio misturados e do suporte ativo está na faixa de 50 a 95%, preferivelmente 70 a 90%, e mais preferivelmente 75 a 90%.[058] 9. The catalyst according to any one of items 1 to 8, wherein, based on the total weight of the catalyst, the total weight of vanadium oxides (calculated as V2O5), antimony oxides (calculated in form of Sb2O3), mixed vanadium and antimony oxides, mixed iron and vanadium oxides and of the active support is in the range of 50 to 95%, preferably 70 to 90%, and most preferably 75 to 90%.

[059] 10. O catalisador de acordo com qualquer um dos itens 1 a 9, em que o ligante e/ ou material de matriz é selecionado a partir de pelo menos um dentre cordierita, fibra de vidro, nitretos, carbonetos, boretos, intermetálicos, aluminossilicato, espinélio, alumina e/ ou alumina dopada, sílica, titânia, zircônia, titânia-zircônia e misturas de quaisquer dois ou mais dos mesmos.[059] 10. The catalyst according to any one of items 1 to 9, wherein the binder and/or matrix material is selected from at least one of cordierite, fiberglass, nitrides, carbides, borides, intermetallics , aluminosilicate, spinel, alumina and/or doped alumina, silica, titania, zirconia, titania-zirconia and mixtures of any two or more thereof.

[060] 11. O catalisador de acordo com qualquer um dos itens 1 a 10, em que a razão em peso do ligante e/ ou material de matriz está na faixa de 0 a 50%, preferivelmente entre 5 a 30%, mais preferencialmente de 10 a 25%, com base no peso total do catalisador.[060] 11. The catalyst according to any one of items 1 to 10, wherein the weight ratio of the binder and/or matrix material is in the range of 0 to 50%, preferably between 5 to 30%, more preferably from 10 to 25%, based on the total weight of the catalyst.

[061] 12. O catalisador de acordo com qualquer um dos itens 1 a 11, em que os óxidos de vanádio (calculados na forma de V2O5) estão em uma quantidade de 1 a 5% em peso, os óxidos de antimônio (calculados na forma de Sb2O3) estão na quantidade de 1,5 a 15% em peso, o peso total de óxidos de vanádio (calculado na forma de V2O5), óxidos de antimônio (calculados na forma de Sb2O3), e do suporte ativo está na faixa de 70 a 90%, a razão em peso do ligante e/ ou material de matriz está na faixa de 5 a 30%.[061] 12. The catalyst according to any one of items 1 to 11, in which vanadium oxides (calculated in the form of V2O5) are in an amount of 1 to 5% by weight, antimony oxides (calculated in form of Sb2O3) are in the amount of 1.5 to 15% by weight, the total weight of vanadium oxides (calculated as V2O5), antimony oxides (calculated as Sb2O3), and of the active support is in the range from 70 to 90%, the weight ratio of the binder and/or matrix material is in the range of 5 to 30%.

[062] 13. O catalisador de acordo com qualquer um dos itens 1 a 12, em que os óxidos de vanádio (calculados na forma de V2O5) estão em uma quantidade de 1 a 3% em peso, os óxidos de antimônio (calculados na forma de Sb2O3) estão na quantidade de 3 a 15% em peso, o peso total dos óxidos de vanádio (calculado na forma de V2O5), os óxidos de antimônio (calculados na forma de Sb2O3), e do suporte ativo está na faixa de 75 a 90%, a razão em peso do ligante e/ ou material de matriz está na faixa de 10 a 25%.[062] 13. The catalyst according to any one of items 1 to 12, in which vanadium oxides (calculated in the form of V2O5) are in an amount of 1 to 3% by weight, antimony oxides (calculated in form of Sb2O3) are in the amount of 3 to 15% by weight, the total weight of vanadium oxides (calculated as V2O5), antimony oxides (calculated as Sb2O3), and of the active support is in the range of 75 to 90%, the weight ratio of the binder and/or matrix material is in the range of 10 to 25%.

[063] 14. Um processo para preparar o catalisador de qualquer um dos itens 1 a 13, compreendendo as etapas de: i) misturar os óxidos de vanádio e/ ou o precursor dos mesmos, os óxidos de antimônio e/ ou o precursor dos mesmos, óxidos de vanádio e antimônio misturados, óxidos de ferro e vanádio misturados, o suporte e/ ou o precursor do mesmo e o ligante opcional e/ ou matriz e/ ou os precursores dos mesmos em uma mistura moldável; ii) extrudar a mistura moldável em um corpo de catalisador alveolar de fluxo passante; iii) secar o corpo de catalisador; e iv) calcinar o corpo de catalisador.[063] 14. A process for preparing the catalyst of any of items 1 to 13, comprising the steps of: i) mixing vanadium oxides and/or their precursor, antimony oxides and/or their precursor mixed vanadium and antimony oxides, mixed vanadium and iron oxides, the support and/or the precursor thereof and the optional binder and/or matrix and/or the precursors thereof in a moldable mixture; ii) extruding the moldable mixture into a flow-through honeycomb catalyst body; iii) drying the catalyst body; and iv) calcining the catalyst body.

[064] 15. O processo de acordo com o item 14, compreendendo as etapas de: - fornecer uma solução ou uma mistura compreendendo óxidos de vanádio e/ ou os precursores dos mesmos, óxidos de antimônio e/ ou os precursores dos mesmos, óxidos de vanádio e antimônio misturados, óxidos de ferro e vanádio misturados, o suporte e/ ou os precursores do mesmo, e o ligante opcional e/ ou matriz e os precursores dos mesmos, e misturar a solução ou a mistura para obter uma mistura moldável; - extrudar a mistura moldável em um corpo de catalisador alveolar de fluxo passante com canais contínuos e com uma seção transversal de seis arestas exibindo uma densidade celular de 200 cpsi; - envolver o corpo de catalisador em folha metálica e secá-lo ao ar durante 6 semanas ou liofilizar a -10 a -30 °C a baixa pressão; - calcinar a uma temperatura de 600 °C durante 1 a 6 horas para formar um corpo de catalisador sólido.[064] 15. The process according to item 14, comprising the steps of: - providing a solution or a mixture comprising vanadium oxides and/or precursors thereof, antimony oxides and/or precursors thereof, oxides of mixed vanadium and antimony, mixed iron and vanadium oxides, the support and/or the precursors thereof, and the optional binder and/or matrix and the precursors thereof, and mixing the solution or the mixture to obtain a moldable mixture; - extruding the moldable mixture into a flow-through honeycomb catalyst body with continuous channels and with a cross-section of six edges exhibiting a cell density of 200 cpsi; - wrap the catalyst body in metallic foil and dry it in the air for 6 weeks or freeze-dry it at -10 to -30 °C under low pressure; - calcine at a temperature of 600 °C for 1 to 6 hours to form a solid catalyst body.

[065] 16. O processo de acordo com o item 14 ou 15, em que o precursor dos óxidos de vanádio é selecionado a partir do grupo que consiste em vanadato de amônio, oxalato de vanadila, pentóxido de vanádio, monoetanolamina de vanádio, cloreto de vanádio, óxido tricloreto de vanádio, sulfato de vanadila e antimonato de vanádio.[065] 16. The process according to item 14 or 15, in which the precursor of vanadium oxides is selected from the group consisting of ammonium vanadate, vanadyl oxalate, vanadium pentoxide, vanadium monoethanolamine, chloride vanadium oxide, vanadium oxide trichloride, vanadyl sulfate and vanadium antimonate.

[066] 17. O processo de acordo com qualquer um dos itens 14 a 16, em que o precursor dos óxidos de antimônio é selecionado a partir do grupo que consiste em acetato de antimônio, antimônio de etileno glicol, sulfato de antimônio, nitrato de antimônio, cloreto de antimônio, sulfeto antimonioso, óxido de antimônio e vanadato de antimônio.[066] 17. The process according to any one of items 14 to 16, wherein the precursor of antimony oxides is selected from the group consisting of antimony acetate, ethylene glycol antimony, antimony sulfate, sodium nitrate antimony, antimony chloride, antimony sulfide, antimony oxide and antimony vanadate.

[067] 18. O processo de acordo com qualquer um dos itens 14 a 17, em que na etapa i) um solvente compreendendo água é adicionado e/ ou um agente formador de poros é adicionado.[067] 18. The process according to any one of items 14 to 17, wherein in step i) a solvent comprising water is added and/or a pore-forming agent is added.

[068] 19. O processo de acordo com qualquer um dos itens 14 a 18, em que na etapa i) um ou mais aditivos convencionais, tais como plastificante e/ ou dispersante e/ ou precipitador são adicionados.[068] 19. The process according to any one of items 14 to 18, wherein in step i) one or more conventional additives, such as plasticizer and/or dispersant and/or precipitator are added.

[069] 20. Um catalisador obtenível pelo processo de qualquer um dos itens 14 a 19.[069] 20. A catalyst obtainable by the process of any of items 14 to 19.

[070] 21. Um método para reduzir NOx no gás de exaustão de um motor de combustão interna, compreendendo colocar em contato o gás de exaustão com o catalisador de qualquer um dos itens 1 a 13 e 20 na presença de um redutor, de um modo preferido, NH3.[070] 21. A method for reducing NOx in the exhaust gas of an internal combustion engine, comprising bringing the exhaust gas into contact with the catalyst of any one of items 1 to 13 and 20 in the presence of a reducer, a preferred mode, NH3.

[071] 22. O método de acordo com o item 21, em que o gás de exaustão é colocado em contato com o catalisador sob uma temperatura na faixa de 150 a 650 °C, 180 a 600 °C, ou 200 a 550 °C.[071] 22. The method according to item 21, in which the exhaust gas is brought into contact with the catalyst under a temperature in the range of 150 to 650 °C, 180 to 600 °C, or 200 to 550 ° W.

[072] 23. O método de acordo com o item 21 ou 22, em que o motor de combustão interna é um motor a diesel.[072] 23. The method according to item 21 or 22, wherein the internal combustion engine is a diesel engine.

[073] 24. Um método para tratamento do gás de emissão gerado a partir de uma usina de energia, compreendendo a exposição do gás de emissão ao catalisador de qualquer um dos itens 1 a 13 e 20.[073] 24. A method for treating the emission gas generated from a power plant, comprising exposing the emission gas to the catalyst of any one of items 1 to 13 and 20.

EXAMPLES

[074] Os exemplos seguintes são fornecidos para ilustrar a invenção, mas de modo algum são limitativos da invenção.[074] The following examples are provided to illustrate the invention, but are in no way limiting the invention.

[075] Os mesmos materiais de partida oxídicos e o mesmo ligante foram utilizados para os exemplos para investigar o desempenho dos diferentes componentes ativos e composições; claro que existem várias combinações de outros materiais de partida para os compostos Sb e/ou V.[075] The same oxidic starting materials and the same binder were used for the examples to investigate the performance of different active components and compositions; Of course there are various combinations of other starting materials for the Sb and/or V compounds.

GENERAL PROCEDURE TO PREPARE THE CATALYST

[076] Os óxidos V/Sb mistos VSbO4 utilizados nos Exemplos são preparados como se segue: misturaram-se 40,0 g de V2O5 e 64,1 g de Sb2O3 em 300 g de água Dl e agitou-se para formar uma suspensão. Esta suspensão foi seca por pulverização a 200 °C para formar uma mistura de óxidos.[076] The mixed V/Sb oxides VSbO4 used in the Examples are prepared as follows: 40.0 g of V2O5 and 64.1 g of Sb2O3 were mixed in 300 g of DI water and stirred to form a suspension. This suspension was spray dried at 200°C to form a mixture of oxides.

[077] Óxidos mistos de V/ Fe VFeO4 são da Treibacher.[077] Mixed oxides of V/Fe VFeO4 are from Treibacher.

[078] Óxidos de antimônio em pó comercialmente disponíveis (Sb2O3 da Campine), óxidos de vanádio (V2O5), VSbO4 e VFeO4 são misturados com suportes à base de TiO2 (DT51 da Crystal) ou WO3/ TiO2 (DT52 da Crystal) e Cordierita 808 M/ 27, como ligante e/ ou material de matriz e os plastificantes óxido de polietileno PEO Alkox E160 (2%) e Walocel MW15000 GB (1%) e processados com uma solução aquosa de ácido fórmico em uma pasta moldável e fluível.[078] Commercially available powdered antimony oxides (Sb2O3 from Campine), vanadium oxides (V2O5), VSbO4 and VFeO4 are mixed with supports based on TiO2 (DT51 from Crystal) or WO3/TiO2 (DT52 from Crystal) and Cordierite 808 M/ 27, as binder and/or matrix material and PEO plasticizers Alkox E160 (2%) and Walocel MW15000 GB (1%) and processed with an aqueous solution of formic acid into a moldable, flowable paste.

[079] A mistura moldável é extrudada para um corpo de catalisador alveolar de fluxo passante, isto é, com canais contínuos e com uma seção transversal circular exibindo uma densidade celular de 100 cpsi em um dispositivo de extrusão da Handle. Subsequentemente, o corpo de catalisador é envolvido em folha metálica e seco ao ar durante 6 semanas, depois foi seco desembrulhado até não apresentar mais perda de peso.[079] The moldable mixture is extruded into a flow-through alveolar catalyst body, that is, with continuous channels and with a circular cross section exhibiting a cell density of 100 cpsi in a Handle extrusion device. Subsequently, the catalyst body is wrapped in metallic foil and air-dried for 6 weeks, then dried unwrapped until it no longer lost weight.

[080] Em seguida, o corpo de catalisador é calcinado a uma temperatura de 600 °C durante 3 horas para formar um corpo de catalisador sólido. [080] Then, the catalyst body is calcined at a temperature of 600 °C for 3 hours to form a solid catalyst body.

[081] Os catalisadores obtidos foram envelhecidos a 550 oC por 100 horas e avaliados em um reator. Todos os catalisadores foram cortados em núcleos de 1 polegada de diâmetro e 3 polegadas de comprimento e colocados no simulador de laboratório fixo para teste. Durante a avaliação de desempenho, as atividades catalíticas do catalisador em ambos os 200 oC e 500 oC foram medidas para entender o desempenho de eliminação de NOx em baixas e altas temperaturas. O gás de alimentação consistia em: 500 ppm de NH3, 500 ppm de NO, 10% de H2O, 5% de O2 e equilibrado por N2. A velocidade espacial foi de 60.000 h-1. A temperatura de entrada do catalisador foi primeiro aumentada para 200 oC no gás de alimentação. A concentração de NH3, NOx na saída do catalisador foi monitorada e registrada até que a concentração de ambos se tornasse estável. Em seguida, a temperatura de entrada do catalisador foi aumentada até 500 oC e as concentrações de NH3 e NOx de saída dos catalisadores foram novamente monitoradas e registradas até que ambos se tornaram estáveis. Na avaliação, a concentração de NOx e NH3 de entrada do catalisador foi de 500 ppm e não se alterou. A eficiência de % de eliminação de NOx foi calculada através da equação abaixo % de eliminação de NOx = 100 x (500 ppm - NOx estável de saída)/ 500 ppm.[081] The obtained catalysts were aged at 550 oC for 100 hours and evaluated in a reactor. All catalysts were cut into 1-inch diameter, 3-inch long cores and placed in the stationary laboratory simulator for testing. During the performance evaluation, the catalytic activities of the catalyst at both 200 oC and 500 oC were measured to understand the NOx scavenging performance at low and high temperatures. The feed gas consisted of: 500 ppm NH3, 500 ppm NO, 10% H2O, 5% O2 and balanced by N2. The space velocity was 60,000 h-1. The catalyst inlet temperature was first raised to 200°C in the feed gas. The concentration of NH3, NOx at the catalyst outlet was monitored and recorded until the concentration of both became stable. Then, the catalyst inlet temperature was increased to 500 oC and the catalyst outlet NH3 and NOx concentrations were again monitored and recorded until both became stable. In the evaluation, the concentration of NOx and NH3 at the catalyst inlet was 500 ppm and did not change. The % NOx scavenging efficiency was calculated using the equation below % NOx scavenging = 100 x (500 ppm - output stable NOx)/500 ppm.

[082] A formulação do catalisador nos Exemplos e no Exemplo Comparativo e o respectivo desempenho de eliminação de NOx a baixas e altas temperaturas estão listados na Tabela 1. A porcentagem em peso de óxidos de vanádio é calculada na forma de V2O5. A porcentagem em peso de óxidos de antimônio é calculada na forma de Sb2O3.[082] The catalyst formulation in the Examples and Comparative Example and the respective NOx scavenging performance at low and high temperatures are listed in Table 1. The weight percentage of vanadium oxides is calculated in the form of V2O5. The weight percentage of antimony oxides is calculated as Sb2O3.

[083] Embora esta invenção tenha sido descrita em relação com o que é presentemente considerado formas de realização práticas exemplares, deve ser entendido que a invenção não está limitada às formas de realização reveladas, mas, pelo contrário, destina-se a cobrir várias modificações e disposições equivalentes incluídas dentro do sentido e escopo das reivindicações anexas.[083] Although this invention has been described in connection with what is presently considered exemplary practical embodiments, it should be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but rather is intended to cover various modifications and equivalent provisions included within the meaning and scope of the appended claims.

Claims

1. EXTRUDED ALVEOLAR CATALYST, characterized by comprising: i) vanadium oxides as active component and antimony oxides as promoter; or ii) mixed vanadium and antimony oxides; wherein the catalyst comprises from 300 to 600 cells per square inch (cpsi) cross section; wherein the catalyst is produced through the following steps of: iii) mixing the vanadium oxides and/or the precursor thereof, the antimony oxides and/or the precursor thereof, mixed vanadium and antimony oxides, with at least one active support selected from the group consisting of alumina, zirconia, titania, silica, silica alumina, silica titania, tungsten titania, tungsten silica titania, zeolite, ceria, mixed oxides of ceria zirconia, and mixtures of any two or more of the above materials mentioned and/or the precursor thereof and the optional binder and/or matrix and/or the precursors thereof in a moldable mixture; iv) extruding the moldable mixture into a flow-through honeycomb catalyst body with continuous flow channels and having a trapezoidal, rectangular, square, sinusoidal, hexagonal, oval or circular cross section exhibiting a cell density of 300 to 600 cpsi cross section; v) i) wrap the catalyst body in metallic foil and air dry for 6 weeks or lyophilize at -10°C to -30°C; and vi) calcining at a temperature of 250°C to 700°C to form a solid catalyst body.

2. CATALYST, according to claim 1, characterized in that it additionally comprises binder and/or matrix material.

3. CATALYST, according to any one of claims 1 to 2, characterized in that it further comprises at least one active support selected from the group consisting of alumina, zirconia, titania, silica, silica alumina, titania silica, titania tungsten, silica tungsten, titania, zeolite, ceria, mixed oxides of ceria, zirconia, and mixtures of any two or more materials mentioned above.

4. CATALYST, according to claim 3, characterized in that the active support is a material based on TiO2, preferably comprising or more preferably consisting of TiO2, mixture of TiO2 and SiO2, mixture of TiO2 and WO3, or mixture of TiO2, SiO2 and WO3.

5. CATALYST, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that, based on the total weight of the catalyst, the vanadium oxides, calculated in the form of V2O5, are in an amount of 0.5 to 5%, preferably from 1 to 5%, more preferably 1 to 3% by weight.

6. CATALYST, according to any one of claims 1 to 5, characterized in that, based on the total weight of the catalyst, the antimony oxides, calculated in the form of Sb2O3, are in the amount of 0.75 to 30% by weight, preferably 1.5 to 15% by weight, more preferably 3 to 15% by weight.

7. CATALYST according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the catalyst comprises vanadium oxides and antimony oxides and the Sb/V molar ratio is from 8:1 to 1:8, more preferably from 6:1 to 1:3 and more preferably from 5:1 to 1:2.

8. CATALYST according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the catalyst comprises up to 900 cells per square inch (cpsi) of cross section, preferably from 50 to 600 cpsi, more preferably from 200 to 600 cpsi, and even more preferably from 300 to 600 cpsi.

9. CATALYST according to any one of claims 1 to 8, characterized in that, based on the total weight of the catalyst, the total weight of vanadium oxides, calculated in the form of V2O5, antimony oxides, calculated in the form of Sb2O3, mixed vanadium and antimony oxides, mixed iron and vanadium oxides and the active support being in the range of 50 to 95%, preferably 70 to 90%, and more preferably 75 to 90%.

10. CATALYST, according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the binder and/or matrix material is selected from at least one of cordierite, fiberglass, nitrides, carbides, borides, intermetallics, aluminosilicate, spinel , alumina and/or doped alumina, silica, titania, zirconia, titania-zirconia and mixtures of any two or more thereof.

11. CATALYST, according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the ratio by weight of the binder and/or matrix material is in the range of 0 to 50%, preferably between 5 to 30%, more preferably from 10 to 25 %, based on the total catalyst weight.

12. CATALYST, according to any one of claims 1 to 11, characterized by the vanadium oxides, calculated in the form of V2O5, being in an amount of 1 to 5% by weight, the antimony oxides, calculated in the form of Sb2O3, be in the amount of 1.5 to 15% by weight, the total weight of vanadium oxides, calculated in the form of V2O5, antimony oxides, calculated in the form of Sb2O3, and the active support being in the range of 70 to 90%, the weight ratio of the binder and/or matrix material is in the range of 5 to 30%.

13. CATALYST, according to any one of claims 1 to 11, characterized by the vanadium oxides, calculated in the form of V2O5, being in an amount of 1 to 3% by weight, the antimony oxides, calculated in the form of Sb2O3, are in the amount of 3 to 15% by weight, the total weight of vanadium oxides, calculated in the form of V2O5, antimony oxides, calculated in the form of Sb2O3, and the active support being in the range of 75 to 90%, the ratio by weight of the binder and/or matrix material will be in the range of 10 to 25%.

14. PROCESS FOR PREPARING THE CATALYST, as defined in any one of claims 1 to 13, characterized in that it comprises the steps of: i) mixing the vanadium oxides and/or their precursor, the antimony oxides and/or the precursor thereof, mixed vanadium and antimony oxides, mixed vanadium and iron oxides, the support and/or the precursor thereof and the optional binder and/or matrix and/or the precursors thereof in a moldable mixture; ii) extruding the moldable mixture into a flow-through honeycomb catalyst body; iii) drying the catalyst body; and iv) calcining the catalyst body.

15. PROCESS, according to claim 14, characterized in that it comprises the steps of: - providing a solution or a mixture comprising vanadium oxides and/or their precursors, antimony oxides and/or their precursors, oxides of mixed vanadium and antimony, mixed iron and vanadium oxides, the support and/or the precursors thereof, and the optional binder and/or matrix and the precursors thereof, and mixing the solution or the mixture to obtain a moldable mixture; - extruding the moldable mixture into a flow-through honeycomb catalyst body with continuous channels and with a cross-section of six edges exhibiting a cell density of 200 cpsi; - wrap the catalyst body in metallic foil and dry it in the air for 6 weeks or lyophilize it at -10 °C to -30 °C under low pressure; - calcine at a temperature of 600 °C for 1 to 6 hours to form a solid catalyst body.

16. Process according to any one of claims 14 to 15, characterized in that the precursor of vanadium oxides is selected from the group consisting of ammonium vanadate, vanadyl oxalate, vanadium pentoxide, vanadium monoethanolamine, vanadium chloride , vanadium trichloride oxide, vanadyl sulfate and vanadium antimonate.

17. Process according to any one of claims 14 to 16, characterized in that the precursor of antimony oxides is selected from the group consisting of antimony acetate, ethylene glycol antimony, antimony sulfate, antimony nitrate, antimony, antimony sulfide, antimony oxide and antimony vanadate.

Process according to any one of claims 14 to 17, characterized in that, in step i), a solvent comprising water is added and/or a pore-forming agent is added.

19. Process according to any one of claims 14 to 18, characterized in that, in step i), one or more conventional additives, such as plasticizer and/or dispersant and/or precipitator are added.

20. METHOD TO REDUCE NOX IN THE EXHAUST GAS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE, characterized in that it comprises putting the exhaust gas in contact with the catalyst, as defined in any one of claims 1 to 13, in the presence of a reducer, preferably NH3.

21. METHOD, according to claim 20, characterized by the exhaust gas being placed in contact with the catalyst under a temperature in the range of 150 to 650 °C, 180 to 600 °C, or 200 to 550 °C.

22. METHOD, according to any one of claims 20 to 21, characterized in that the internal combustion engine is a diesel engine.

23. METHOD FOR TREATMENT OF EMISSION GAS GENERATED FROM A POWER PLANT, characterized in that it comprises exposing the emission gas to the catalyst, as defined in any one of claims 1 to 13.