CN117443374A - 脱氧脱氮氧化物催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脱氧脱氮氧化物催化剂,属于石油化工技术领域。该脱氧脱氮氧化物催化剂包括三种活性组分,活性组分A为钌、金、铑、铱化合物中的至少一种,活性组分B为铈、钾、钠、镁、镧、锌化合物中的至少一种,活性组分C为钯、铂化合物中的至少一种;该脱氧脱氮氧化物催化剂具有选择性,在脱氧的过程中有效抑制了烯烃加氢反应使得原料气中的烯烃能够被回收利用;能够脱除氮氧化物,避免了环境污染的问题;具有耐硫性能,在含硫环境下可以正常使用不被硫元素破坏失去活性。本发明还公开了脱氧脱氮氧化物催化剂的制备方法,及脱除原料气中氧气和氮氧化物的应用。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域,具体涉及一种脱氧脱氮氧化物催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
石油炼厂在对原油进行加工过程中,例如重油催化裂化、热裂化、延迟焦化等过程,会产生大量的蒸馏气。蒸馏气富含多种成分,主要成分是氢气和烯烃,也存在氧气、烷烃、炔烃、氮氧化物、一氧化碳、硫醇等成分。由于成分复杂、分离回收的成本较高,以前通常都被送入瓦斯管网用作燃料气,有些甚至燃烧后直接释放掉,造成了资源的极大浪费。
蒸馏气中的轻烃和氢气成分,具有较高的利用价值。因为氧气富集容易引起燃烧甚至爆炸,给整体工艺造成风险,因此回收利用蒸馏气需要先将其中的氧气进行脱除。现有技术采用钯催化剂进行脱氧,但钯催化剂容易引起加氢反应,使原料气中的烯烃加氢生成烷烃,造成更有价值的烯烃损失;同时因为烯烃加氢与脱氧加氢有竞争,导致脱氧效果较差。现有技术中也有采用铜、锰等金属为活性组分的吸附型催化剂,但其脱氧容量小使得仅适用氧含量较低的原料气、适用性较窄,需频繁再生,使用成本较高。
且近年来对环保的要求越来越高,蒸馏气中的氮氧化物也需要进行脱除,避免污染环境并降低后续反应危险。现有技术中缺乏既能有效脱氧、也能脱除氮氧化物的催化剂。
发明内容
鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种脱氧脱氮氧化物催化剂,克服现有技术中催化剂脱氧加氢造成烯烃损失、催化剂需频繁再生的问题,具有脱氧选择性,能够抑制烯烃加氢反应;且在脱氧的同时能够脱除氮氧化物。本发明实施例还提供该催化剂的制备方法及在脱氧、脱氮氧化物中的应用。
本发明的实施例是这样实现的:
一种脱氧脱氮氧化物催化剂,包括载体和活性组分,所述活性组分包括:
活性组分A,包括钌、金、铑、铱元素中的至少一种;
活性组分B,包括铈、镧、钾、钠、镁、锌元素中的至少一种;
活性组分C,包括钯、铂元素中的至少一种。
优选的,所述活性组分A占所述催化剂的重量百分比为3-4.5%。
优选的,所述活性组分B占所述催化剂的重量百分比为2-3%。
优选的,所述活性组分C占所述催化剂的重量百分比为0.005-0.01%。
优选的,所述载体包括氧化铝和二氧化硅,所述氧化铝占所述载体的重量百分比为60-80%,所述二氧化硅占所述载体的重量百分比为20-40%。
一种脱氧脱氮氧化物催化剂的制备方法,包括以下步骤:
S1,获得活性组分A、B、C的盐溶液,得到溶液a、溶液b和溶液c;
S2,将载体浸入溶液a中,30-50℃加热,取出干燥后煅烧得到半成品;
S3,将半成品浸入溶液b中,常温浸泡0.5-1小时;
S4,将溶液c加入含有半成品的溶液b中,搅拌10-30分钟后常温浸泡3-5小时,取出干燥后煅烧得到催化剂成品。
优选的,溶液a和溶液b与载体的体积比分别为1:1及以上。
本发明还保护脱氧脱氮氧化物催化剂在脱除原料气中氧气或氮氧化物的应用。
优选的,所述原料气包括烯烃。优选的,所述烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯中的一种或多种。
优选的,将所述原料气通入装载有脱氧脱氮氧化物催化剂的反应器中,所述原料气体积空速2000h-1及以下,反应温度120-250℃,反应压力0.5Mpa及以上。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)脱除原料气中的氧气且具有高度的选择性,本发明提供的催化剂应用过程中,氧气主要和氢气反应生成水蒸气进而被脱除,有效地抑制了烯烃加氢反应、烃类物裂解或聚合等副反应,经实际验证烯烃加氢副反应的发生率小于0.2%。使得烯烃被很好的保留下来,进而在后续回收流程中能够被有效回收。
(2)脱除原料气中的氮氧化物,本发明提供的催化剂在脱氧的同时能够脱除原料气中的氮氧化物,提高了安全性,也避免氮氧化物在后续流程中造成风险和污染。
(3)具有耐硫性,在原料气中含有硫醇的情况下,本发明提供的催化剂依然能够保持良好的脱氧性能,工业应用中在硫含量200ppm的环境下可以正常使用3年左右。原因在于硫醇在催化剂的作用下发生反应并从出口排出、较少造成硫富集在催化剂表面进而避免了催化剂硫中毒失活。
(4)使用方便、使用寿命长,本发明提供的催化剂可以在150-160℃下通入原料气进行活化,8-24h自然活化完成,活化完成后在后续使用中不需要再次活化再生,使用非常方便,且使用寿命长,能够有效节约成本,提高经济效益。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对含有机烃类气体脱氧催化剂、及其制备方法和应用的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本发明中,如果没有特别的说明,所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。
本发明中,除非有其他说明,数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示,其中a和b都是实数。例如数值范围“10-20”表示本文中已经全部列出了“10-20”之间的全部实数,“10-20”只是这些数值组合的缩略表示。
本发明提供了一种脱氧脱氮氧化物催化剂,包括载体和活性组分。
载体包括氧化铝和二氧化硅,载体可以仅由氧化铝或二氧化硅构成,也可以由二者复合构成。本发明对氧化铝和二氧化硅的存在形式不做限定,优选为氧化铝和二氧化硅复合,复合形式不限,按照本领域技术人员熟悉的方式复合即可。例如熔盐法复合,氧化铝和二氧化硅在高温下被氯化钠熔盐融化后混合,然后在高温下反应,生成SiO2/Al2O3复合物。
申请人创造性地发现,相比于单纯的氧化铝载体或单纯的二氧化硅载体,以氧化铝和二氧化硅复合物为载体,能够增强该催化剂的使用效果,一定程度上降低了该催化剂的活化指标和活化条件,使得使用含有烷烃、烯烃、氢气、氧气的高温原料气即可活化催化剂,无需按照传统复杂、高昂成本的活化催化剂的方式进行。传统情况下对催化剂的活化,一般需要使用活化液进行活化,且催化剂失活后要送到生产厂家活化。而本申请提供的催化剂,只要原料气合适,可以在实际使用场所直接活化。
在一些实施方式中,载体为氧化铝和二氧化硅复合物,氧化铝占载体的重量百分比为60-80%,二氧化硅占载体的重量百分比为20-40%。
优选的,氧化铝占载体的重量百分比为70%,二氧化硅占载体的重量百分比为30%。
活性组分包括三种,分别是活性组分A、活性组分B和活性组分C。三种活性组分附着在载体表面,实现良好的催化反应效果。
活性组分A,包括钌(Ru)、金(Au)、铑(Rh)、铱(I r)元素的一种或者多种,活性组分A占催化剂的重量百分比为3-4.5%,如3%,3.25%,3.5%,3.75%,4.0%,4.25%,4.5%,优选为以上述数值为上限或下限的范围值。
活性组分B,包括铈(Ce)、镧(La)、钾(K)、钠(Na)、镁(Mg)、锌(Zn)元素中的一种或多种,活性组分B占催化剂的重量百分比为2-3%,如2%,2.1%,2.2%,2.3%,2.4%,2.5%,2.6%,2.7%,2.8%,2.9%,3.0%,优选为以上述数值为上限或下限的范围值。
活性组分C,包括钯(Pd)、铂(Pt)元素中的一种或多种,活性组分C占催化剂的重量百分比为0.005-0.01%,如0.005%,0.006%,0.007%,0.008%,0.009%,0.01%,优选为以上述数值为上限或下限的范围值。
在本发明中,脱氧脱氮氧化物催化剂中活性组分A在活性组分B的调控下,能够有选择性地将原料气中的氧气和氢气吸附在催化剂表面并从催化剂表面脱离,形成氧离子和氢原子,氧离子和氢离子反应生成水蒸气,进而原料气中的氧气被分解和脱除。活性组分B除了调控催化反应、增强催化剂的选择性和催化效果之外,也能调控活性组分A和活性组分C与载体之间存在的电子态,增强活性组分对载体的吸附,提高催化剂自身的稳定性,即使催化剂活性组分的金属元素温度地保留在载体上,随着反应进行也基本不发生金属原子的消耗,使得催化剂可以反复使用,提高寿命。活性组分其用途主要在于脱除氮氧化物,其含量不高既能避免钯铂催化剂过度参与主反应使得烯烃加氢、抑制原料气脱氧,又能够促使原料气中不稳定、反应敏感的氮氧化物被分解。本发明通过确定活性组分A、活性组分B和活性组分C的成分并调控它们之间的比例,制备得到的脱氧脱氮氧化物催化剂具有较高的选择性,使得该催化剂可以很好的被适用到脱除氧气和氮氧化物的环境中,且不损害原料气中的烯烃气体。
本发明还提供了脱氧脱氮氧化物催化剂的制备方法,包括以下步骤:
S1,选取活性组分A中的一种或多种元素,制备或者获得其盐溶液,将盐溶液混合得到溶液a。应当注意,同种金属不同的盐溶液相混合,或者不同金属相同根离子的盐溶液相混合,亦或者不同金属不同根离子的盐溶液相混合,形成的溶液a是混合溶液。混合溶液状态下其中的各种元素或离子无论是否发生络合反应或其他反应,均不影响活性组分A作为催化剂活性组分的特性,究其原因在于活性组分核心是金属元素,经过加工生产、活化后的催化剂,主要是金属单质或者金属氧化物发生催化作用。
活性组分A中的金属盐溶液,可以是硝酸盐溶液、硫酸盐溶液、草酸盐溶液、醋酸盐溶液或氯化物,例如选择钌为活性组分A,则其盐溶液可以选择硝酸钌、硫酸钌、草酸钌、醋酸钌、氯化钌中的一种或者多种。
溶液a优选硝酸盐溶液,可以是硝酸钌、硝酸金、硝酸铑、硝酸铱溶液的一种或者多种。优选为硝酸钌、硝酸金、硝酸铑和硝酸铱的混合物。
S2,选取活性组分B中的一种或多种元素,制备或者获得其盐溶液,将盐溶液混合得到溶液b。选取活性组分C中的一种或多种元素,制备或者获得其盐溶液,将盐溶液混合得到溶液c。
如溶液a的金属元素搭配选取原则,溶液b和溶液c可以是纯净的化合物,也可以是不同金属相同根离子的混合物,也可以是相同金属不同根离子的混合物,或者可以是不同金属不同根离子的混合物。
溶液b优选硝酸盐溶液,可以是硝酸铈、硝酸镧、硝酸钾、硝酸钠、硝酸镁、硝酸锌溶液的一种或者多种。优选为硝酸铈、硝酸镧、硝酸钠和硝酸锌的混合物。
溶液C优选为氯化物,可以是氯化钯、氯化铂的一种或多种。优选为氯化钯、氯化铂的混合物。
S3,将载体浸入到溶液a中,溶液a与载体的体积比为1:1及以上,载体全部没入溶液a中。低温加热30-50℃并保持1-3小时,保持低温加热,既不会破坏盐溶液中活性成分的稳定性,又能加快活性成分浸渍到载体上并渗透到内表面,进而形成高效催化剂;且低温加热可在一定程度上加快水分子的蒸发,溶液中的活性成分更容易析出并吸附到载体上。浸渍完毕后,过滤取出固体后放入烘箱90-100℃烘干,烘干后400-600℃煅烧,得到半成品。
S4,将半成品浸入到溶液b中,溶液b与载体的体积比为1:1及以上,常温浸泡0.5-1小时,然后将溶液c加入溶液b中并缓慢搅拌;搅拌朝向一个方向进行且搅拌动作尽量轻柔,持续搅拌10-30分钟。搅拌完成后静置,继续常温浸泡3-5小时,然后过滤取出并90-100℃烘干,烘干后400-600℃煅烧,得到成品。
半成品在溶液b中浸泡0.5-1小时之后,溶液b中的活性成分已经部分浸渍并附着于半成品上。此时加入溶液c并缓慢搅拌,既为了混合溶液使之均匀以便后续添加的溶液c中活性成分附着于半成品上,且溶液b和溶液c中的阴阳离子可以发生置换,促使活性成分更均匀、有效地附着于半成品上。且溶液b中的金属阳离子,能够加强溶液c中阳离子与载体的紧密连接,溶液c中的阳离子浸入载体表面内更深,使得催化剂工作时铂、钯的催化反应更温和,减少铂、钯引起的烯烃加氢反应。
本发明还提供了脱氧脱氮氧化物催化剂在脱除氧气或氮氧化物气体的应用,应用本发明提供的脱氧脱氮氧化物催化剂,可以脱除原料气中的氧气或者氮氧化物。
原料气的成分不做限制,可以是石油炼厂的蒸馏气,蒸馏气的主要成分有:乙烯、丙烯、甲烷、乙烷、氢气、氧气、一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮、硫化氢、甲硫醇等。也可以用于催化处理烟气,烟气的主要成分有:二氧化硫、氮气、氧气、氢气、碳氢化合物、氮氧化合物等。
当原料气中氧气含量不超过18%时,经过本发明提供的脱氧脱氮氧化物催化剂催化处理后,出口处气体中氧气含量小于1ppm;当原料气中氮氧化物含量不超过7%时,出口处气体中氮氧化物含量小于1ppm。
脱氧脱氮氧化物催化剂催化分解原料气中的氧气和氮氧化物,其原理在于在该催化剂的催化作用下,氧气和原料气中的氢气反应、氮氧化物和氢气反应等,促成氧气的消耗和氮氧化物的分解。脱氧脱氮氧化物催化剂尤其适用于含烯烃的原料气环境中,该催化剂具有选择性,避免了烯烃加氢反应,很好的保留了原料气中的烯烃成分,经济价值更高。烯烃,主要是C2-C5的烃类化合物,例如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯等。
脱氧脱氮氧化物催化剂在脱除氧气或氮氧化物气体的应用,可以按照如下方式进行,将原料气通入装载有本发明提供的脱氧脱氮氧化物催化剂的反应器中,使得原料气和催化剂接触。催化剂在使用前需要先进行升温活化,活化温度为150-160℃。由于大部分原料气是在前端反应完毕后直接通过管道输送到催化反应器中的,原料气本身就具有较高的温度,而本发明提供的脱氧脱氮氧化物催化剂“活化温度不高、仅为150-160℃”的特性使得可以直接通入原料气对催化剂进行活化,有效地提升了整套装置的效率。
应用本发明提供的脱氧脱氮氧化物催化剂,脱氧条件为原料气气体体积空速不超过2000h-1,反应温度为100-300℃,优选为120-250℃,反应压力为0.5Mpa及以上。通入的原料气中氧气含量不超过18%、氮氧化物含量不超过7%时,出口处气体中氧气和氮氧化物含量均小于1ppm。
为了进一步说明本发明,以下结合实施例和对比例对本发明提供的脱氧脱氮氧化物催化剂及其制备方法和应用进行详细描述。
为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的脱氧脱氮氧化物催化剂、其制备方法和应用进行详细描述,但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
把60重量份氧化铝粉末和40重量份二氧化硅粉末放入滚筒容器中,预混合2小时。将混合好的粉末放入球磨机中,加入适量纯净水球磨8小时以上,得到的稠浆料放入模具定型并形成蜂窝状形成物,将形成物在1000-1200℃之间的各种温度下加热四小时以烧结,制作成氧化铝/二氧化硅载体。
将0.63g的钌金属进行反应制备硝酸钌溶液,得到溶液a。取20g载体置入溶液a中,载体全部没入溶液a中并低温加热30℃并保持全部没入浸泡3小时,然后过滤得到固体物,放入烘箱中90℃烘烤8小时,然后取出并置入煅烧炉中400℃煅烧3小时,得到半成品。
选取0.42g铈金属并制备硝酸铈溶液,得到溶液b。选取0.01g钯金属并制备成氯化钯溶液,得到溶液c。将半成品浸入溶液b中,常温浸泡0.5小时后将溶液c倒入溶液b中,轻轻搅拌10分钟,然后保持固体全部没入液体中继续浸泡3小时,过滤取出固体后90℃烘烤8小时,然后取出并置入煅烧炉中400℃煅烧3小时,得到活性组分A含量为3%、活性组分B含量为2%、活性组分C含量为0.005%的脱氧脱氮氧化物催化剂成品。
随机选取20克催化剂置入反应器中,通入氧气含量18%、氮氧化物含量7%、乙烯含量29%的炼厂蒸馏气,体积空速2000h-1,反应温度100℃,反应压力为0.5Mpa,出口处氧气含量低于1ppm,氮氧化物含量低于1ppm,乙烯含量25.9%。
实施例2
实施例2与实施例1的方案基本相同,仅是溶液a、溶液b和溶液c选取的金属元素原料不同,其他参数、过程和方法均与实施例1保持一致。在实施例2中,溶液a由0.63g金制备成硝酸盐溶液,溶液b由0.42g镧金属制备成硝酸盐溶液,溶液c由0.01g铂金属制备成氯化铂溶液。
实施例2制备得到的脱氧脱氮氧化物催化剂,选取20g使用,使用过程中通入氧气含量18%、氮氧化物含量7%、乙烯含量29%的炼厂蒸馏气,体积空速2000h-1,反应温度100℃,反应压力为0.5Mpa,出口处氧气含量低于1ppm,氮氧化物含量低于1ppm,乙烯含量26.3%。
按照实施例1相同的条件,即相同的载体,相同质量的活性组分、相同的方法和参数、相同的原料气等,申请人使用不同金属元素作为活性组分制备了催化剂,并对不同催化剂在相同条件下的催化效果进行了验证,如下表所示。由表格可知,活性组分A中的金属元素可以任意组合,活性组分B和C也是如此,均能达到催化反应、实现脱氧、脱氮氧化物的效果。
表1不同活性金属制备催化剂的脱氧脱氮氧化物性能
实施例3
选取80重量份氧化铝粉末和20重量份二氧化硅粉末,制备方法请参照实施例1,制作成氧化铝/二氧化硅载体。
将0.67g的钌金属进行反应制备硫酸钌溶液,得到溶液a。取20g载体置入溶液a中,载体全部没入溶液a中并低温加热50℃并保持全部没入浸泡1小时,然后过滤得到固体物,放入烘箱中100℃烘烤8小时,然后取出并置入煅烧炉中600℃煅烧3小时,得到半成品。
选取0.65g铈金属并制备硫酸铈溶液,得到溶液b。选取0.02g钯金属并制备成氯化钯溶液,得到溶液c。将半成品浸入溶液b中,常温浸泡1小时后将溶液c倒入溶液b中,轻轻搅拌30分钟,然后保持固体全部没入液体中继续浸泡5小时,过滤取出固体后100℃烘烤8小时,然后取出并置入煅烧炉中600℃煅烧3小时,得到活性组分A含量为4.5%、活性组分B含量为3%、活性组分C含量为0.01%的脱氧脱氮氧化物催化剂成品。
随机选取20克催化剂置入反应器中,通入氧气含量18%、氮氧化物含量7%、乙烯含量29%的炼厂蒸馏气,体积空速2000h-1,反应温度120℃,反应压力为0.5Mpa,出口处氧气含量低于1ppm,氮氧化物含量低于1ppm,乙烯含量27.3%。
实施例4
选取70重量份氧化铝粉末和30重量份二氧化硅粉末,制备方法请参照实施例1,制作成氧化铝/二氧化硅载体。
分别选取0.2g钌金属、铑金属金金属和铱金属进行反应制备草酸盐溶液并进行混合,得到金属质量为0.8g的溶液a。取20g载体置入溶液a中,载体全部没入溶液a中并低温加热40℃并保持全部没入浸泡2小时,然后过滤得到固体物,放入烘箱中95℃烘烤8小时,然后取出并置入煅烧炉中500℃煅烧3小时,得到半成品。
分别选取0.09g铈金属、镧金属、钾金属、钠金属、镁金属和锌金属反应制备成草酸盐溶液并混合,得到金属质量为0.54g的溶液b。选取0.07g钯金属和0.08g铂金属并制备成硝酸盐溶液,得到溶液c。将半成品浸入溶液b中,常温浸泡45分钟后将溶液c倒入溶液b中,轻轻搅拌40分钟,然后保持固体全部没入液体中继续浸泡4小时,过滤取出固体后95℃烘烤8小时,然后取出并置入煅烧炉中500℃煅烧3小时,得到活性组分A含量为3.8%、活性组分B含量为2.6%、活性组分C含量为0.075%的脱氧脱氮氧化物催化剂成品。
随机选取20克催化剂置入反应器中,通入氧气含量18%、氮氧化物含量7%、乙烯含量29%的炼厂蒸馏气,体积空速2000h-1,反应温度300℃,反应压力为0.5Mpa,出口处氧气含量低于1ppm,氮氧化物含量低于1ppm,乙烯含量27.1%。
对比例1
对比例1是对实施例1的对比,其他条件与实施例1均相同,只是取消溶液a,仅靠溶液b和溶液c制作催化剂的活性组分。即制备完成的载体不经过在溶液a的浸泡和烘干煅烧环节,直接浸入溶液b中。
对比例1制备得到的催化剂,选取20g使用,使用过程中通入氧气含量18%、氮氧化物含量7%、乙烯含量29%的炼厂蒸馏气,体积空速2000h-1,反应温度100℃,反应压力为0.5Mpa,出口处氧气含量11300ppm,氮氧化物含量2700ppm,乙烯含量为3.5%,绝大部分乙烯已转化为烷烃。
对比例2
对比例2是对实施例1的对比,其他条件与实施例1均相同,只是取消溶液b,仅靠溶液a和溶液c制作催化剂的活性组分。即半成品催化剂直接加入溶液c中,搅拌10分钟后常温浸泡3.5小时,然后制备得到催化剂。
对比例2制备得到的催化剂,选取20g使用,使用过程中通入氧气含量18%、氮氧化物含量7%、乙烯含量29%的炼厂蒸馏气,体积空速2000h-1,反应温度100℃,反应压力为0.5Mpa,出口处氧气含量17500ppm,氮氧化物含量2900ppm,乙烯含量为15.5%,已有较大份量的乙烯被损耗。
对比例3
对比例3是在实施例1的基础上进行的对比实验,主要区别在于或许组分A、活性组分B和活性组分C的质量占比不同。
分别选取0.5g金属钌、金属铈和金属钯,制作其硝酸盐溶液。得到溶液a、溶液b和溶液c,三种溶液中金属元素的质量均为0.5g。选取实施例1中制作的载体20g,按照实施例1中的催化剂制作方法和相同的参数,制备得到催化剂。
任意选取20g催化剂使用,使用过程中通入氧气含量18%、氮氧化物含量7%、乙烯含量29%的炼厂蒸馏气,体积空速2000h-1,反应温度100℃,反应压力为0.5Mpa,出口处氧气含量850ppm,氮氧化物含量350ppm,乙烯含量为12.6%,已有很大份量的乙烯被损耗。其原因在于,由于活性组分的配比设置不合理,使得原料气中的氢气被大量分解为氢离子的同时氧气分子未能充分分解或者分解反应受催化剂限制使得氧离子和氢离子不能有效结合。气体中的氧离子和烯烃大量反应生成了烷烃造成了烯烃损耗,且氢气的消耗也阻碍了氧离子生成水蒸气,一定程度上也阻碍了氮氧化物的分解。
基于上述实施例,可以看到活性组分A、活性组分B和活性组分C在脱氧脱氮氧化物的应用中缺一不可,其组分配比也是申请人经过创造性的研发得到的。本发明提供的脱氧脱氮氧化物催化剂,其原理是在该催化剂的催化作用下,氧气和原料气中的氢气反应、氮氧化物和氢气反应等,促成氧气的消耗和氮氧化物的分解。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种脱氧脱氮氧化物催化剂,包括载体和活性组分,其特征在于,所述活性组分包括:
活性组分A,包括钌、金、铑、铱元素中的至少一种;
活性组分B,包括铈、镧、钾、钠、镁、锌元素中的至少一种;
活性组分C,包括钯、铂元素中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种脱氧脱氮氧化物催化剂,其特征在于,所述活性组分A占所述催化剂的重量百分比为3-4.5%。
3.根据权利要求1所述的一种脱氧脱氮氧化物催化剂,其特征在于,所述活性组分B占所述催化剂的重量百分比为2-3%。
4.根据权利要求1所述的一种脱氧脱氮氧化物催化剂,其特征在于,所述活性组分C占所述催化剂的重量百分比为0.005-0.01%。
5.根据权利要求1所述的一种脱氧脱氮氧化物催化剂,其特征在于,所述载体包括氧化铝和二氧化硅,所述氧化铝占所述载体的重量百分比为60-80%,所述二氧化硅占所述载体的重量百分比为20-40%。
6.一种脱氧脱氮氧化物催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,获得活性组分A、B、C的盐溶液,得到溶液a、溶液b和溶液c;
S2,将载体浸入溶液a中,30-50℃加热,取出干燥后煅烧得到半成品;
S3,将半成品浸入溶液b中,常温浸泡0.5-1小时;
S4,将溶液c加入含有半成品的溶液b中,搅拌10-30分钟后常温浸泡3-5小时,取出干燥后煅烧得到催化剂成品。
7.根据权利要求6所述的脱氧脱氮氧化物催化剂的制备方法,其特征在于,溶液a和溶液b与载体的体积比分别为1:1及以上。
8.权利要求1-5任一项所述的脱氧脱氮氧化物催化剂在脱除原料气中氧气或氮氧化物的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述原料气包括烯烃。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,将所述原料气通入装载有脱氧脱氮氧化物催化剂的反应器中,所述原料气体积空速2000h-1及以下,反应温度120-250℃,反应压力0.5Mpa及以上。
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