RU2697482C1 - Scr катализатор - Google Patents

Scr катализатор Download PDF

Info

Publication number
RU2697482C1
RU2697482C1 RU2016126402A RU2016126402A RU2697482C1 RU 2697482 C1 RU2697482 C1 RU 2697482C1 RU 2016126402 A RU2016126402 A RU 2016126402A RU 2016126402 A RU2016126402 A RU 2016126402A RU 2697482 C1 RU2697482 C1 RU 2697482C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zeolite
catalyst
copper
catalytic
present
Prior art date
Application number
RU2016126402A
Other languages
English (en)
Inventor
Джозеф Майкл ФЕДЕЙКО
Алехандра РИВАС-КАРДОНА
Хай-Ин ЧЭНЬ
Original Assignee
Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани filed Critical Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани
Application granted granted Critical
Publication of RU2697482C1 publication Critical patent/RU2697482C1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/723—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B01D53/565—Nitrogen oxides by treating the gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9436—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B01J29/763—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0225—Coating of metal substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0246—Coatings comprising a zeolite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031—Precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031—Precipitation
    • B01J37/035—Precipitation on carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/036—Precipitation; Co-precipitation to form a gel or a cogel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/06—Washing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B01J37/10—Heat treatment in the presence of water, e.g. steam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/30—Ion-exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/04—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof using at least one organic template directing agent, e.g. an ionic quaternary ammonium compound or an aminated compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/06—Preparation of isomorphous zeolites characterised by measures to replace the aluminium or silicon atoms in the lattice framework by atoms of other elements, i.e. by direct or secondary synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/46—Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/46—Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition
    • C01B39/48—Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition using at least one organic template directing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20761—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/30—Silica
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/65—Catalysts not containing noble metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
    • B01D2255/9155—Wall flow filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/16—After treatment, characterised by the effect to be obtained to increase the Si/Al ratio; Dealumination
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
    • B01J2229/183—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself in framework positions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
    • B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Предложена каталитическая композиция для восстановления NOx и/или окисления NH3, включающая в себя медьсодержащий цеолит, имеющий CHA структуру, с молярным соотношением диоксида кремния к оксиду алюминия (SAR), равным 40, и атомным соотношением меди к алюминию, равным 1,25, при этом указанный цеолит свободен от обмененных ионов меди и свободен от переходных металлов в своей структуре. При этом предложено каталитическое изделие для очистки выхлопных газов; каталитическая композиция для восстановления NOx и/или окисления NH3 (варианты); способ очистки выхлопных газов; система для очистки выхлопных газов, содержащих NOx. Технический результат – получение цеолитов в качестве катализатора, который менее подвержен высокотемпературной гидротермальной деградации благодаря чему, уменьшится потеря активности. 6 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к катализатору, содержащему цеолит, включающий в себя переходный металл и имеющий структуру СНА.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Цеолиты представляют собой кристаллические или квази-кристаллические алюмосиликаты, построенные из повторяющихся тетраэдрических структурных единиц SiO4 и AlO4. Эти структурные единицы соединены друг с другом с образованием структур, имеющих регулярные внутрикристаллические полости и каналы молекулярных размеров. Многочисленные типы синтетических цеолитов были синтезированы, и каждый из них имеет уникальную структуру, основанную на специфическом расположении его тетраэдрических структурных единиц. По Конвенции Международной ассоциации по цеолитам (IZA) каждому типу структуры присваивается уникальный трехбуквенный код (например, «CHA»).
Синтетические цеолиты CHA производятся с использованием реагента, управляющего структурой (SDA), также называемого «шаблоном» или «шаблонным реагентом». SDA представляют собой обычно сложные органические молекулы, которые направляют или задают молекулярную форму и шаблон цеолитной структуры. Как правило, SDA служит для позиционирования гидратированных кремния и алюминия и/или служит в качестве формы, вокруг которой образуются кристаллы цеолита. После образования кристаллов SDA удаляется из внутренней структуры кристаллов, оставляя пористую алюмосиликатную молекулярную решетку.
Цеолиты имеют множество областей применения в промышленности, включая двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины, угольные электростанции и тому подобное. В качестве одного из примеров содержание оксидов азота (NOx) в выхлопных газах может контролироваться путем так называемого процесса избирательного каталитического восстановления (SCR), причем соединения NOx в выхлопных газах связываются с восстанавливающим реагентом в присутствии цеолитного катализатора.
Цеолиты ZSM-5 и Бета были изучены в качестве катализатора SCR из-за их сравнительно широкого температурного окна активности. Однако относительно большие поровые структуры этих цеолитов имеют ряд недостатков. Во-первых, они подвержены высокотемпературной гидротермальной деградации, что приводит к потере активности. Кроме того, поры больших и средних размеров, как правило, адсорбируют углеводороды, которые окисляются с увеличением температуры катализатора, тем самым генерируя значительное количество экзотермического тепла, которое может термически повредить катализатор. Эта проблема особенно остро стоит в системах с обедненной смесью, таких как автомобильные дизельные двигатели, где значительное количество углеводородов может адсорбироваться во время холодного запуска. Коксование углеводородов представляет еще один значительный недостаток этих катализаторов на основе молекулярных сит с относительно крупными и средними размерами пор. Материалы на основе молекулярных сит с малыми порами, такие как имеющий структурный тип кода CHA (по определению Международной ассоциации по цеолитам), напротив, обеспечивают улучшение благодаря тому, что меньшее количество углеводородов способно проникать в структуру.
Для содействия каталитической реакции, переходные металлы могут быть включены в материал цеолита, либо в виде металла, замещающего атомы в структуре, (так называемый «металл-замещенный цеолит») или в виде ионов, образующихся после синтеза цеолита и процесса ионного обмена или пропитки металлом (так называемые «металл обменные цеолиты»). Используемый здесь термин «после синтеза» означает после кристаллизации цеолита. Типичным процессом для включения переходных металлов в цеолит является процесс катионного обмена, или пропитки металлом, или прекурсором после образования молекулярного сита. Однако эти процессы обмена и пропитки для включения металлов часто приводят к плохой равномерности распределения металла и меньшие поры материалов с молекулярным ситом типа CHA усугубляют эту проблему.
В так называемой «однореакторной» технологии синтеза соединение переходных металлов присутствует во время синтеза структуры молекулярного сита а не используется в качестве металла, вводимого ионным обменом после синтеза. Однако в известных однореакторных процессах имеет место недостаток достаточного контроля над заполнением металла, что приводит к строению структуры с неадекватным соотношением диоксида кремния к оксиду алюминия (SAR), и/или обязательно требует включения щелочных металлов в смеси для синтеза, что может привести к отравлению кислотных центров и оказать пагубное воздействие на гидротермальную стабильность. Кроме того, наблюдаемые ранее процессы однореакторного синтеза для формирования металлсодержащих молекулярных сит показали выход значительного количества, в некоторых случаях 20%, аморфной фазы, оксидов меди и других примесей, которые негативно влияли на стабильность и активность катализатора.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Заявители разработали новый катализатор, полезный для селективного сокращения концентрации NOx в выхлопных газах. Катализатор состоит из медьсодержащих алюмосиликатных молекулярных сит типа CHA с молярных ссоотношением диоксида кремния к оксиду алюминия (SAR) по крайней мере около 40, атомным соотношением меди к алюминию, по крайней мере, 1,25, и, желательно, практически свободными от ион-обменной меди и переходных металлов в структуре, и предпочтительно, содержащих менее 1,5 вес.% оксида меди.
Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения медьсодержащий CHA цеолит может быть получен из смеси при однореакторном синтезе путем включения метал-аминного комплекса, который служит в качестве первой SDA структуры для CHA и, второй, определяющей CHA, структуры SDA. Используемые в данном описании, термины "первый" и "второй" по отношению к SDA используются для разъяснения, что эти два SDA являются отдельными соединениями, но эти термины не предполагают и не представляют порядок или последовательность обращения или добавления к смеси в ходе реакции синтеза. Сочетание двух SDA в одной реакционной смеси называется в настоящем документе смешанным шаблоном, а включение переходных металлов в цеолит во время кристаллизации называется однореакторным синтезом. Предпочтительно, медь-CHA цеолит синтезируется с помощью Cu-тетраэтиленпетанамина (Cu-TEPA) и N,N,N-диметилэтилциклогексиламмония (DMECHA) в качестве первого и второго SDA, соответственно. Неожиданно было обнаружено, что добавление очень небольшого количества зародышей кристаллов цеолита в реакционную смесь, особенно реакционную смесь, которая свободна или практически свободна от фтора, приводит к получению CHA цеолита с высоким молярным соотношением диоксида кремния к оксиду алюминия (SAR).
Соответственно, в одном варианте способа осуществления настоящего изобретения, предоставлена каталитическая композиция, содержащая цеолит, имеющий структуру CHA, в которой молярное соотношением диоксида кремния к оксиду алюминия (SAR) составляет, по меньшей мере, 40, а атомное соотношение меди к алюминию минимум 1,25, желательно, по меньшей мере, 1,5, и более предпочтительно, по меньшей мере, 2.
В другом варианте способа осуществления настоящего изобретения предоставлено каталитическое изделие для обработки выхлопных газов, содержащее каталитическую композицию, описанную в настоящем документе, причем каталитическая композиция располагается на и/или внутри сотообразной монолитной подложки.
И в еще одном варианте способа осуществления настоящего изобретения представлен способ для очистки выхлопных газов, состоящий в приведении в котнтакт отработанных выхлопных газов, содержащих NOx и NH3 с каталитическим изделием, описанным в настоящем документе, для селективного восстановления, по крайней мере, части NOx в N2 и H2O и/или окисления, по крайней мере, части NH3.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В общем, медь-CHA цеолиты получаются из смеси для однореакторного синтеза, содержащей источник кремнезема, источник глинозема, первого органического шаблонного реагента для CHA в виде амина переходного металла, второго органического шаблонного реагента для CHA и зародышей кристаллов. Амины переходных металлов используются для включения ионов переходных металлов, таких как медь, в каналы и/или полости цеолитов при кристаллизации. Не входящие в структуру цеолита переходные металлы, включенные в цеолит во время его синтеза, называются в настоящем документе, "местными" металлами. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения кремнезем, глинозем, шаблонные реагенты и зародыши кристаллов смешиваются для формирования реакционной смеси, например геля, который затем нагревается для облегчения кристаллизации. Кристаллы металлсодержащего цеолита выпадают в осадок из реакционной смеси. Эти кристаллы собирают, промывают и сушат.
Используемый здесь, термин «CHA» относится к структуре типа CHA, как признано структурной комиссией Международной ассоциации по цеолитам (IZA), а термин «CHA цеолит» означает алюмосиликат, в котором основной кристаллической фазой является CHA.
Заявители обнаружили, что новый метод синтеза, описанный в настоящем документе, способен производить CHA цеолиты высокой фазовой чистоты, т.е. с фазовой чистотой от 95 до более чем 99% (как, например, определено анализом методом Ритвельда (XRD)). Используемый в настоящем документе, термин "фазовая чистота" в отношении цеолита означает отношение количества монокристаллической фазы цеолита (например, по весу) к общему веса всех фаз (кристаллических и аморфных) в веществе цеолита. Таким образом, хотя другие кристаллические фазы присутствуют в CHA цеолите, настоящий цеолит включает в себя, по крайней мере, около 95 весовых процентов CHA в качестве основной кристаллической фазы, предпочтительно, по меньшей мере, около 98 весовых процентов CHA, и еще более предпочтительно, по меньшей мере, около 99 весовых процентов или, по крайней мере, около 99,9 весовых процентов CHA, причем весовые проценты CHA рассчитываются относительно общего веса кристаллических фаз цеолита, присутствующих в композиции. Существующие методики синтеза Cu-содержащих CHA материалов обычно предполагают наличие, по крайней мере, 10 весовых процентов и даже 20 весовых процентов примесей.
Заявители также обнаружили, что эти медь-CHA цеолиты имеют меньший объем ячейки, по сравнению с другими медьсодержащими CHA цеолитами. Например, настоящий цеолит имеет объем элементарной ячейки от 2355 до примерно 2375
Figure 00000001
, например от 2360 до примерно 2370
Figure 00000001
, от 2363 до примерно 2365
Figure 00000001
или 2363,5 до примерно 2364,5
Figure 00000001
, по сравнению с другими медными цеолитами, которые имеют объем элементарной ячейки примерно 2380
Figure 00000001
или по сравнению с алюмосиликатным CHA, который имеет объем элементарной ячейки примерно 2391,6
Figure 00000001
. Эти объемы элементарных ячеек применимы для каждого из диапазонов SAR и диапазонов концентраций переходных металлов, описанных в настоящем документе, для данного медь-CHA цеолита. Полагают, что это свойство повышает производительность катализатора и/или термическую стойкость материала.
Желательно, чтобы CHA цеолит был практически свободен от других кристаллических фаз и не включал два или более типа структуры. «Практически свободный» в отношении других кристаллических фаз означает, что настоящий цеолит содержит, по крайней мере, 99 весовых процентов CHA.
Используемый здесь термин «цеолит» означает синтетическое алюмосиликатное молекулярное сито, имеющее структуру, состоящую из алюминия и кремния (т.е., повторяющихся SiO4 и AlO4 тетраэдрических структурных единиц) и желательно с молярным соотношением диоксида кремния к оксиду алюминия (SAR), по меньшей мере, 25, например, от 25 до, примерно, 150. Этот высокое соотношение SAR достигается без необходимости деалюминации после синтеза или процессов «залечивания» дефекта структуры. Соответственно, в некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения, катализатор, описываемый в настоящем документе свободен от деалюминации или процессов «залечивания» дефекта структуры, особенно после синтеза, в том числе, при помощи кислотной обработки (например, уксусной кислотой), выщелачивания с хелатными агентами, или обработки паром (например, паром при 400-650°C в течение 8-170 часов).
Цеолиты согласно настоящему изобретению не являются кремнийалюмофосфатами (SAPOs) и, таким образом, не имеют заметного количества фосфора в своих структурах. То есть, структура цеолита рамки не имеет в своем составе фосфора как регулярно повторяющейся единицы и/или не имеет количества фосфора, которое будут влиять на основные физические или химические свойства материала, особенно в том, что касается способности материала селективно сокращать количество NOx в широком температурном диапазоне. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения количество фосфора в структуре составляет менее 0,1 весового процента, предпочтительно менее чем 0,01 весового процента или менее 0,001 весового процента от общего веса цеолита.
Цеолиты, описанные в настоящем документе, свободны или практически свободны от металлов в структуре, за исключением алюминия. Таким образом, «цеолит» отличается от «металл-замещенного цеолита» (также называемого «изоморфно замещенным цеолитом»), причем последний состоит из структуры, содержащей один или более металлов, отличных от алюминия, замещенных в структуре цеолита.
Подходящие источники кремнезема включают, но не ограничиваются ими, пирогеный кремнезем, силикаты, осажденный кремнезема, коллоидный кремнезем, силикагель, деалюминированные цеолиты, например, деалюминированный цеолит Y, гидроксиды и алкоксиды кремния. Предпочтительны источники кремния, дающие высокий относительный выход. Типичные источники глинозема также широко известны и включают алюминаты, глинозем, другие цеолиты, коллоиды алюминия, бемиты, псевдо-бемиты, гидроксиды алюминия, соли алюминия, такие как сульфат алюминия и хлорид алюминия, гидроксиды и алкоксиды алюминия и гели глинозема.
В качестве первого SDA CHA используется медно-аминный комплекс. Подходящие аминные компоненты для медно-аминных комплексов включают в себя органические амины и полиамины, которые способны управлять формированием структуры CHA. Предпочтительным аминным компонентом является тетраэтиленпентамин (TEPA). Металл-аминный комплекс (то есть, Cu-TEPA) может быть предварительно сформирован или сформирован по месту в синтез смеси из отдельных металлов и аминных компонентов.
Второй CHA реагент шаблона структуры, помимо вышеуказанного медно-аминного комплекса, выбирается для направления синтеза CHA. Подходящими вторыми органическими шаблонными реагентами являются реагенты, имеющие общую формулу:
[R1R2R3N-R4]+Q-,
где R1 и R2 независимо выбираются из алкил групп углеводородных радикалов и гидроксил-замещенных групп углеводородных радикалов, имеющих от 1 до 3 атомов углерода, при том условии, что R1 и R2 могут быть присоединены, так чтобы сформировать азотсодержащую гетероциклическую структуру, R3 представляет собой алкил группу, имеющую от 2 до 4 атомов углерода, а R4 выбирается из 4-8 членных циклоалкильных групп, при необходимости замещенных от 1 до 3 алкильными группами, каждая из которых имеет от 1 до 3 атомов углерода, и 4-8 членных гетероциклических групп, имеющих от 1 до 3 гетероатомов, причем вышеупомянутая гетероциклическая группа при необходимости замещается от 1 до 3 алкильных групп, каждая имеющая от 1 до 3 атомов углерода, и каждый гетероатом вышеупомянутой гетероциклической группы выбирается из группы, состоящей из O, N, и S, или R3 и R4 групп углеводородных радикалов, имеющих от 1 до 3 атомов углерода, присоединенных таким образом, чтобы сформировать азотсодержащую гетероциклическую структуру; а Q представляет собой анион. Подходящие реагенты, направляющие структуру, содержат катионы N,N,N-диметилэтилциклогексиламмония (DMECHA), N,N,N-метилдиэтилциклогексиламмония и N,N,N-триэтилциклогексиламмония. Другие подходящие SDA включают в себя бензилтриметиламмоний, тетраметиламмоний и 1-адамантилтриметиламмоний (TMAda) и катионы N,N,N-триэтилциклогексиламмония. В некоторых вариантах вторым SDA служит DMECHA.
Второй органический шаблон в виде катиона желательно ассоциируется с анионом, который не наносит ущерб образованию цеолита. Представители анионов включают в себя галогены, например, фторид, хлорид, бромид и йодид, гидроксид, ацетат, сульфат, тетрафтороборат, карбоксилат и тому подобное. Гидроксид является наиболее предпочтительным ионом, особенно в том, что касается DMECHA. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения реакционная смесь и последующий цеолит свободны или практически свободны от фтора.
Однореакторный синтез проводится путем соединения заранее определенного относительного количества источника кремния, источника алюминия, металл-аминного комплекса переходного металла, второго органического шаблонного реагента и, при необходимости, источника гидроксильных ионов, например, NaOH, и зародышей кристаллов, например CHA цеолита, при различных условиях смешивания и нагрева, как будет очевидно для специалистов в данной области техники. Медь-CHA цеолит может быть получены из реакционной смеси состава, показанного в таблице 1 (показано в весовых соотношениях). Реакционная смесь может быть в виде раствора, геля или пасты, причем гель предпочтительнее. Реактивы, содержащие кремний и алюминий, выражаются как SiO2 и Al2O3, соответственно.
ТАБЛИЦА 1
Типичный Предпочтительный
SiO2/Al2O3 10-250 15-60
OH-SiO2 0,1-1,0 0,2-0,7
Шаблон 1/Шаблон 2 1:1 до 1:20 1:3-1:1,4
Шаблоны/SiO2 0,05-0,50 0,15-0,25
Переходный металл/Шаблон 1 0,02-5 0,1-2
H2O/SiO2 3-50 5-30
Температура реакции, время смешения и скорости и другие параметры процесса, которые являются подходящими для обычных методик синтеза СНА также обычно подходят для настоящего изобретения. Помимо прочего, согласно настоящему изобретению, могут следовать следующие этапы синтеза медь-CHA цеолитов. Источник алюминия (например, Al(OEt)3) смешивается с органическим шаблонным реагентом (например, DMECHA) в воде и перемешивается мешалкой или встряхиванием в течение нескольких минут (например, около 5-30). Источник кремния (например, SiO2) добавляется и перемешивается в течение нескольких минут (например, около 30-120 минут), пока не образуется однородная смесь. Затем зародыши кристаллов (например, шабазита), источник меди (например, сульфат меди) и TEPA добавляются в смесь и перемешиваются мешалкой или встряхиванием в течение нескольких минут (например, около 15-30 минут). Гидротермальная кристаллизация обычно проводится под собственным давлением при температуре около 100-200°C в течение нескольких дней, например, около 1-20 дней, предпочтительно, около 1-3 дней.
В предпочтительном способе синтеза к реакционной смеси добавляются зародыши кристаллов CHA. Заявители неожиданно обнаружили, что добавление небольшого количества зародышей кристаллов, например, менее примерно 1 весового процента, например, от 0,01 до примерно 1 весового процента, от примерно 0,05 до 0,5 весового процента, или от примерно 0,01 до примерно 0,1 весового процента, рассчитанного от общего веса кремнезема в реакционной смеси.
По завершении периода кристаллизации полученная твердая фаза отделяется от оставшейся реакционной жидкости стандартными методами механического разделения, такими как вакуумная фильтрации. Восстановленная твердая фаза затем промывается деионизированной водой и сушится при повышенной температуре (например, 75-150°C) в течение нескольких часов (от, примерно, 4 до 24 часов). Этап сушки шаг может выполняться под вакуумом или при атмосферном давлении.
Высушенные кристаллы цеолита предпочтительно прокаливаются, но могут также использоваться без прокаливания.
Следует понимать, что вышеизложенная последовательность шагов, а также каждый из вышеупомянутых периодов времени и значений температур являются лишь примерными и могут быть изменены.
В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения источник щелочных металлов, таких как натрий, не добавляется в смесь для синтеза. Фразы «практически свободный от щелочных металлов» или «свободный от щелочных металлов», как они используются в настоящем документе, означают, что щелочные металлы не добавляются в смесь для синтеза как специальный ингредиент. «Практически свободный от щелочных металлов» или « свободный от щелочных металлов» катализатор, упоминаемый в настоящем документе, означает, вообще, что материал катализатора содержит незначительное количество щелочных металлов, влияющих на предполагаемую каталитическую активность. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения настоящий цеолит содержит менее 0,1 весового процента и, предпочтительно, менее 0,01 весового процента щелочных металлов, таких как натрий или калий.
Заявители также обнаружил, что вышеупомянутая методика однореакторного синтеза позволяет регулировать содержание меди в кристаллах, в зависимости от состава исходной смеси для синтеза. Например, желаемая концентрация Cu могут быть установлена, предусматривая заранее относительное количество источника Cu в смеси для синтеза без необходимости пропитки после синтеза или ионного обмена, чтобы увеличить или уменьшить заполнение меди в материале. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения синтезированный цеолит содержит приблизительно от 0,01 до приблизительно 5 вес.% меди, например, приблизительно от 0,1 до приблизительно 5 вес.%, приблизительно от 0,1 до приблизительно 3 вес.%, приблизительно от 0,5 до приблизительно 1,5 вес.%, приблизительно от 0,1 до приблизительно 1 вес.% и приблизительно от 1 до приблизительно 3 вес.%. Например, контролируемое заполнение 0,3-5% по весу, 0,5-1,5% по весу или 0,5-1,0% по весу, например, может быть достигнуто без дополнительной обработки после синтеза. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения цеолит свободен от металлов, обмененных после синтеза, включая медь.
Переходный металл каталитически активен и практически равномерно распределен в структуре CHA. В настоящем документе практически равномерно распределенный переходный металл означает, что вещество цеолита содержит не более 5 весовых процентов переходных металлов в виде оксидов переходных металлов (например, CuO), также именуемых в настоящем документе как свободный оксид переходного металла или растворимый оксид переходного металла, относительно общего количества этого переходного металла в цеолите. Например, настоящий цеолит содержит не более приблизительно 5 весовых процентов, не более приблизительно 3 весовых процентов, не более приблизительно 1 весового процента и не более приблизительно 0,1% весового процента, например, приблизительно от 0,01 до приблизительно 5 весовых процентов, например, приблизительно от 0,01 до приблизительно 1,5 весовых процентов, или, например, приблизительно от 0,1 приблизительно до 1 весового процента CuO, рассчитанных на основе общего веса меди в материале цеолита. Желательно, переходные металлы не вводятся в реакционную смесь в виде оксида металла и не присутствуют в синтезированном кристалле цеолита в виде оксида металла. Заявители обнаружили, что сведение к минимуму концентрации CuO улучшает гидротермальную долговечность и производительность очистки выхлопных газов катализатора.
Предпочтительно, медь-CHA цеолит содержит большинство "местных" переходных металлов по сравнению со свободными оксидами переходных металлов. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения катализатор содержит массовое соотношение оксидов свободных переходных металлов (например, CuO) к "местным" переходным металлам (например, ионов Cu) менее, примерно, 1, менее, примерно, 0,5, менее, примерно, 0,1, или менее, примерно, 0,01, например от, примерно, 1 до, примерно, 0,001, от, примерно, 0,5 до, примерно, 0,001, от, примерно, 0,1 до, примерно, 0,001, или от, примерно, 0,01 до, примерно, 0,001.
Предпочтительно, настоящий цеолит не содержит в своей структуре переходных металлов в заметных количествах. Вместо этого медь присутствует в ионном виде во внутренних каналах и полостях структуры цеолита. Соответственно, медьсодержащий CHA цеолит является не металл-замещенным цеолитом (например, цеолитом, имеющим металл, замещенный в строении его структуры) и не обязательно метал-обменным цеолитом (например, цеолитом, который подвергся ионный обмену после синтеза). В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения цеолит свободен или практически свободен от металлов, за исключением меди и алюминия. Например, в некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения цеолит свободен или практически свободен от никеля, цинка, олова, вольфрама, молибдена, кобальта, висмута, титана, циркония, сурьмы, марганца, магния, хрома, ванадия, ниобия, рутения, родия, палладия, золота, серебра, индия, платины, иридия и/или рения. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения цеолит свободен или практически свободен от железа. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения цеолит свободен или практически свободен от кальция. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения цеолит свободен или практически свободен от церия.
Цеолит полезен как катализатор в некоторых областях применения. Катализатор предпочтительно используется без обмена металла после синтеза. Однако в некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения катализатор может подвергаться обмену металлов после синтеза. Таким образом, в некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения предусмотрен катализатор, включающий в себя CHA цеолит, содержащий один или более каталитических металлов, обмененных в каналах и/или полостях цеолитов после синтеза цеолита помимо "местной" меди. Примеры металлов, которые могут быть обменены или впитаны после синтеза цеолита включают переходные металлы, включая медь, никель, цинк, железо, вольфрам, молибден, кобальт, титан, цирконий, марганец, хром, ванадий, ниобий, а также олово, висмут и сурьму; благородные металлы, включая металлы платиновой группы (PGMs), например, рутений, родий, палладий, индий, платину и драгоценные металлы, как золото и серебро; щелочноземельные металлы, такие как бериллий, магний, кальций, стронций и барий; и редкоземельные металлы, такие как лантан, церий, празеодим, неодим, европий, тербий, эрбий, иттербий и иттрий. Предпочтительные переходные металлы для ионного обмена после синтеза являются неблагородными металлами, и предпочтительные неблагородные металлы включают в себя металлы, выбранные из группы, состоящей из марганца, железа, кобальта, никеля и их смесей. Металлы, включенные после синтеза, могут быть добавлены к молекулярным ситам с помощью любой известной технологии, такой как ионный обмен, пропитка, изоморфное замещение и т.д. Количество металла, обмененного после синтеза, может составлять приблизительно от 0,1 приблизительно до 3 весовых процентов, например, приблизительно от 0,1 до приблизительно 1 весового процента от общего веса цеолита.
В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения металлсодержащий цеолит содержит после синтеза обмененные щелочноземельные металлы, особенно кальций и магний, размещенные внутри каналов и полостей структуры цеолита. Таким образом, металлсодержащий цеолит по настоящему изобретению может содержать переходные металлы (TM), такие как медь, включенные в каналы и полости цеолита во время синтеза и иметь один или более обменянных щелочноземельных металлов (AM), таких как кальций и калий, включенных после синтеза. Щелочноземельные металлы могут присутствовать в количестве, связанном с количеством присутствующих переходных металлов. Например, в некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения, TM и AM присутствуют, соответственно, в молярном соотношении приблизительно от 15:1 до приблизительно 1:1, например, приблизительно от 10:1 до приблизительно 2:1, приблизительно от 10:1 до приблизительно 3:1, или приблизительно от 6:1 до приблизительно 4:1, особенно когда TM является медью, а AM является кальцием. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, относительное совокупное количество переходного металла (ТМ) и щелочного и/или щелочноземельного металла (АМ) присутствует в материале цеолита, в количестве, соответствующем количеству алюминия в цеолите, а именно количеству алюминия в структуре. Как используется в настоящем документе, соотношение (ТM+AM):Al основано на относительном молярном соотношении ТM+AM к молярному количеству Al в структуре в соответствующем цеолите. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения материал катализатора имеет соотношение (ТМ+АМ):Al не больше, чем примерно 0,6. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения соотношение (ТM+AM):Al составляет не более 0,5, примерно от 0,05 до примерно 0,5, примерно от 0,1 примерно до 0,4 или примерно от 0,1 примерно до 0,2.
В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения Ce после синтеза впитывается в катализатор, например, путем добавления нитрата Ce к цеолиту, промотированному медью, путем обычной пропитки по влагоемкости. Предпочтительно, концентрация церия в материале катализатора составляет, по меньшей мере, около 1 весового процента по отношению к общему весу цеолита. Примеры предпочтительных концентраций включают, по меньшей мере, примерно 2,5 весовых процента, по меньшей мере, примерно 5 весовых процентов, по меньшей мере, примерно 8 весовых процентов, по меньшей мере, примерно 10 весовых процентов, примерно от 1,35 примерно до 13,5 весовых процентов, примерно от 2,7 примерно до 13,5 весовых процентов, примерно от 2,7 примерно до 8,1 весовых процента, примерно от 2 примерно до 4 весовых процентов примерно от 2 примерно до 9,5 весовых процентов, и примерно от 5 примерно до 9,5 весовых процентов по отношению к общему весу цеолита. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения концентрация церия в материале катализатора составляет приблизительно от 50 г/фут3 (0,00176 г/см3) до приблизительно 550 г/фут3 (0,0194 г/см3). Другие диапазоны Ce включают: более 100 г/фут3 (0,00353 г/см3), более 200 г/фут3 (0,00706 г/см3), более 300 г/фут3 (0,0106 г/см3), более 400 г/фут3 (0,00141 г/см3), более 500 г/фут3 0,00176 г/см3), приблизительно от 75 г/фут3 0,0027 (г/см3), до приблизительно 350 г/фут3 (0,00123 г/см3), приблизительно от 100 (0,0035 г/см3) до приблизительно 300 г/фут3 (0,00106 г/см3), и приблизительно от 100 (0,0035 г/см3), до приблизительно 250 г/фут3 (0,0088 г/см3).
Для варианта способа осуществления настоящего изобретения, в которых катализатор является частью покрытия из пористого оксида, покрытие из пористого оксида в дальнейшем может содержать связующее, содержащее Ce или оксид церия. Для таких вариантов способа осуществления настоящего изобретения частицы, содержащие Ce в связующем значительно крупнее, чем частицы, содержащие Ce в катализаторе.
Заявители также обнаружил, что вышеупомянутая методика однореакторного синтеза позволяет регулировать SAR катализатора в зависимости от состава исходной смеси для синтеза. SAR 40-250, 40-150, 40-100, 40-80 и 40-50, например, может быть селективно достигнуто на основании состава исходной смеси для синтеза и/или регулируя другие переменные процесса. SAR цеолитов может быть определено путем обычного анализа. Этот коэффициент должен представлять, насколько это возможно, соотношение в жесткой атомной структуре цеолитного кристалла, и исключать кремний или алюминий в связующем или в катионных или в других формах вещества внутри каналов. Следует понимать, что может быть чрезвычайно трудно непосредственно измерить SAR цеолита, после того как он был объединен со связующим материалом. Соответственно, SAR был выражен выше в настоящем документе в смысле SAR родительского цеолита, т.е., цеолита, используемого для подготовки катализатора, то есть измеренного до смешения этого цеолита с другими компонентами катализатора.
Вышеупомянутая методика однореакторного синтеза может привести к кристаллам цеолита одинакового размера и формы с относительно низким количеством агломерации. Кроме того, методика синтеза может привести к кристаллам цеолита, имеющим средний кристаллический размер приблизительно от 0,1 приблизительно до 10 мкм, например, приблизительно от 0,5 приблизительно до 5 мкм, приблизительно от 0,1 приблизительно до 1 мкм, приблизительно от 1 приблизительно до 5 мкм, приблизительно от 3 приблизительно до 7 мкм, и тому подобное. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения крупные кристаллы измельчаются с помощью струйных мельниц или других технологий измельчения, основанных на ударах частиц о частицы, чтобы достичь среднего размера частицы приблизительно от 1,0 приблизительно до 1,5 мкм для облегчения покрытия из пористого оксида в виде суспензии, содержащей катализатор, на подложку, такую как проточный монолит.
Размером кристалла является длина одной кромки грани кристалла. Прямое измерение размера кристалла может выполняться с помощью методов микроскопии, таких как SEM и TEM. Можно также использовать другие методы для определения среднего размера частиц, например, лазерной дифракции и рассеяния. Помимо среднего размера кристалла состав катализатора предпочтительно имеет большинство кристаллов, чьи размеры больше, чем приблизительно от 0,1 мкм, предпочтительно между приблизительно от 0,5 и около 5 мкм, например, приблизительно от 0,5 до около 5 мкм, приблизительно от 0,7 приблизительно до 5 мкм, приблизительно от 1 приблизительно до 5 мкм, приблизительно от 1,5 приблизительно до 5,0 мкм, приблизительно от 1,5 приблизительно до 4,0 мкм, приблизительно от 2 приблизительно до 5 мкм или приблизительно от 1 мкм приблизительно до 10 мкм.
Катализаторы по настоящему изобретению являются применимыми для гетерогенных каталитических реакционных систем (т.е. твердого катализатора в контакте с газом-реагентом). Чтобы повысить площадь контактной поверхности, механическую стабильность, и/или характеристик потока, катализаторы могут быть помещены на и/или внутри подложки, предпочтительно пористой подложки. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения покрытие из пористого оксида, содержащее катализатор, наносится на инертную подложку, такую как рифленая металлическая пластина или пористый сотообразный брикет из кордиерита. В противном случае, катализатор перемешивают вместе с другими компонентами, такими как наполнители, связующие и армирующие реагенты, до получения вязкой пасты, которая затем выдавливается через фильеру для получения пористого сотообразного брикета. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения представлено каталитическое изделие, содержащее медь-СНА цеолитный катализатор, как описано в настоящем документе, нанесенный на и/или введенный в подложку.
Определенные аспекты изобретения обеспечивают каталитическое покрытие из пористого оксида. Покрытие из пористого оксида, содержащее медь-СНА цеолитный катализатор, описанный в настоящем документе, предпочтительно, является раствором, суспензией, или взвесью. Подходящие покрытия включают поверхностные покрытия, то есть покрытия, которые проникают в часть подложки, покрытия, пропитывающие подложку, или некоторые комбинации из них.
Покрытие из пористого оксида может содержать некаталитические компоненты, такие как наполнители, связующие вещества, стабилизаторы, модификаторы реологии и другие добавки, включая одну или более из глинозема, кремнезема, нецеолитного силикагеля, оксида алюминия, оксида титана, диоксида циркония, диоксида церия. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, каталитическая композиция может содержать порообразующие реагенты, такие как графит, целлюлоза, крахмал, полиакрилат, полиэтилен и тому подобное. Эти дополнительные компоненты не обязательно ускоряют нужные реакции, но зато повышают эффективность каталитического материала, например, путем увеличения его рабочего диапазона температур, увеличением площади контактной поверхности катализатора, увеличением адгезии катализатора к субстрату, и т.д. В предпочтительных вариантах способа осуществления настоящего изобретения, заполнение покрытия из пористого оксида составляет >0,3 г/дюйм3 (0,048 г/см3), например, >1,2 г/дюйм3 (0,072 г/см3), >1,5 г/дюйм3 (0,089 г/см3), >1,7 г/дюйм3 (0,10 г/см3), или >2,00 г/дюйм3 (0,12 г/см3), и предпочтительно, <3,5 г/дюйм3 (0,21 г/см3), например, <2,5 г/дюйм3 (0,15 г/см3). В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения покрытие из пористого оксида нанесено на подложку с заполнением, приблизительно, от 0,8 до 1,0 г/дюйм3 (0,047-0,059 г/см3), от 1,0 до 1,5 г/дюйм3 (0,059-0,089 г/см3), или от 1,5 до 2,5 г/дюйм3(0,089-0,15 г/см3).
Двумя наиболее распространенными конструкциями подложки являются плиты и соты. Предпочтительными обложками, особенно для мобильных приложений, включают проточные монолиты, имеющие так называемую сотообразную геометрию, которые составляют несколько смежных, параллельных каналов, которые открыты на обоих концах и обычно простираются от входа лицом к срезу лицевой стороны подложки, и давая в результате высокое соотношение площади поверхности к объему. Для некоторых приложений, сотообразный проточный монолит предпочтительно имеет высокую плотность ячеек, например от 600 до 800 ячеек на квадратный дюйм (93-124 ячейки на кв.см), и/или среднюю внутреннюю толщину стенки около 0,18-0,35 мм, предпочтительно примерно 0,20-0,25 мм. Для некоторых других приложений, сотообразный проточный монолит предпочтительно имеет низкую плотность ячеек, например, около 150-600 ячеек на квадратный дюйм, более предпочтительно около 200-400 ячеек на квадратный дюйм. Предпочтительно, сотообразные монолиты являются пористыми. Помимо кордиерита, карбида кремния, нитрида кремния, керамики и металла, другие материалы, которые могут быть использованы для подложки включают нитрид алюминия, нитрид кремния, титанат алюминия, α-глинозем, муллит, например, игольчатый муллит, поллуцит, терметы, такие как Al2OsZFe, для Al2O3/Ni или B4CZFe, или композиты, содержащие сегменты из любых двух или более из них. Предпочтительные материалы включают кордиерит, карбид кремния и титанат глинозема.
Катализаторы пластинчатого типа имеют более низкие перепады давления и менее подвержены засорению и обрастанию, чем катализаторы сотообразного вида, что дает преимущества в высокоэффективных стационарных установках, но катализаторы пластинчатого типа могут быть гораздо больше и дороже. Сотообразные конфигурации, как правило, меньше, чем пластинчатого типа, что является несомненным плюсом в мобильных приложениях, но имеют более высокие перепады давления и легче засоряются. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пластинчатая подложка изготовлена из металла, предпочтительно гофрированного металла.
В некоторых вариантах изобретения каталитические изделия получены при помощи процесса, описанного выше. В особенном варианте осуществления настоящего изобретения каталитические изделия получены в результате процесса, который включает стадию нанесения смеси катализатора, предпочтительно способом покрытия из пористого оксида на подложку в виде слоя либо до, либо после того как, по крайней мере, один дополнительный слой другого состава для очистки выхлопного газа был нанесен на подложку. Один или несколько слоев катализатора на подложке, включая настоящий слой катализатора, расположены в виде следующих друг за другом слоев. Используемый здесь, термин «следующих друг за другом» в отношении слоев катализатора на подложке означает, что каждый слой находится в контакт с соседним прилегающим слоем или слоями, и слои катализатора, в целом, расположены один поверх другого на подложке.
В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения настоящий катализатор располагается на подложке как первый слой и другой состав, например, катализатор окисления, катализатор восстановления, компонент очистки или компонент хранения NOx, располагается на подложке в качестве второго слоя. В других вариантах способа осуществления настоящего изобретения настоящий катализатор располагается на подложке как второй слой и другой состав, такой как, например, катализатор окисления, катализатор восстановления, компонент очистки или компонент хранения NOx, располагается на подложке в качестве второго слоя. Используемый здесь термины «первый слой» и «второй слой» используются для описания взаимного расположения слоев катализатора в каталитическом изделии относительно обычных направлений выхлопных газов проходящих сквозь, проходящих мимо, и/или над каталитическим изделием. В обычных условиях потока выхлопных газов выхлопной газ контактирует с первым слоем до контакта со вторым слоем. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения второй слой нанесен на инертную подложку в качестве нижнего слоя, а первый слой является верхним слоем, который нанесен над вторым слоем в виде последовательного ряда суб-слоев. В таких вариантах способа осуществления настоящего изобретения, выхлопной газ проникает (и, следовательно, контактирует) с первым слоем прежде, чем войти в контакт со вторым слоем, и впоследствии возвращается через первый слой для выхода из компонента катализатора. В других вариантах способа осуществления настоящего изобретения первый слой является первой зоной на расположенной выше по течению части подложки, а второй слой расположен на подложке в качестве второй зоны, причем вторая зона расположена ниже по течению от первой зоны.
В другом варианте способа осуществления настоящего изобретения каталитическое изделие получается в результате процесса, который включает в себя этапы нанесения настоящей каталитической композиции, предпочтительно, в качестве покрытия из пористого оксида, на подложку в качестве первой зоны, и последующего нанесения на подложку, по крайней мере, одного дополнительного состава для очистки выхлопных газов в качестве второй зоны, причем, по крайней мере, часть первой зоны расположена ниже по течению относительно второй зоны. Кроме того, настоящая каталитическая композиция может быть нанесена на подложку во второй зоне, которая расположена ниже по течению относительно первой зоны, содержащей дополнительный состав. Примеры дополнительных составов, включающих катализаторы окисления, катализаторы восстановления, компоненты очистки (например, от серы, воды и т.д.) или компоненты хранения NOx.
Чтобы уменьшить объем пространства, необходимого для выхлопной системы, отдельные компоненты отработавших газов в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения предназначены для выполнения более чем одной функции. Например, нанесение катализатора SCR на подложку пристеночного фильтра вместо проточной подложки служит для уменьшения общего размера выхлопной системы обработки, позволяя одной подложки выполнять две функции, а именно каталитически восстанавливать NOx в выхлопных газах и механически удалять сажу из выхлопных газов. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения подложка представляет собой сотообразный пристеночный фильтр или фильтр неполного потока. Пристеночные фильтры похожи на проточные сотообразные подложки тем, что они содержат множество смежных параллельных каналов. Однако каналы проточные каналы сотообразной подложки открыты на обоих концах, а каналы пристеночных подложек, на одном из концов закрыты колпачками, таким образом, что закрытие колпачками происходит на противоположных концах соседних каналов в шахматном порядке. Чередование закрытия разных концов каналов предотвращает газ, поступающий на сторону впуска подложки, от протекания прямо через каналы и существования. Вместо этого выхлопной газ поступает на лицевую сторону подложки и проходит примерно половину каналов, где он прогоняется через стенки каналов до входа во вторую половину каналов, существующей обратной поверхности подложки.
Стенки подложки имеют пористость, и размер пор такой, что они проницаемы для газа, но отделяют значительную часть твердых частиц, таких как сажа, от газа, когда газ проходит через стенку. Предпочтительно, пристеночные подложки обеспечивают высокую эффективность фильтрации. Пристеночные фильтры для использования по настоящему изобретению предпочтительно имеют эффективность, по меньшей мере, не менее 70%, по меньшей мере, примерно 75%, по меньшей мере, примерно 80% или, по меньшей мере, примерно 90%. В некоторых вариантах осуществления способов по настоящему изобретению эффективность составит примерно от 75 до примерно 99%, примерно от 75 до примерно 90%, примерно от 80 до примерно 90%, или примерно от 85 до примерно 95%. Здесь эффективность определяется относительно сажи и других схожих по размеру частиц и концентрации твердых частиц, которые обычно находятся в обычных дизельных выхлопных газов. Например, размер твердых частиц в выхлопных газах дизельных двигателей могут варьироваться в размерах от 0,05 мкм до 2,5 мкм. Таким образом, эффективность может быть основана на этом диапазоне или поддиапазонах, например таких как, от 0,1 до 0,25 мкм, от 0,25 до 1,25 мкм или от 1,25 до 2,5 мкм.
Пористость - это мера процента пустот в пористой подложке, и она связана с противодавлением в выхлопной системе: как правило, чем ниже пористость, тем выше противодавление. Предпочтительно, пористая подложка имеет пористость примерно от 30 до примерно 80%, например, примерно от 40 до примерно 75%, примерно от 40 до примерно 65%, или от около 50 до около 60%.
Взаимосвязанность пор, измеряемая в процентах общего объема пустот подложки, определяется степенью, в которой поры, пустоты, и/или каналы соединяются, чтобы сформировать непрерывные пути через пористую подложку, т.е. от стороны входа до стороны выхода. Противоположностью от взаимосвязонности пор является суммарный объем закрытых пор и объем пор, имеющих канал для выхода только на одну из поверхностей подложки. Предпочтительно, пористая подложка имеет объем взаимосвязанных пор, по меньшей мере, приблизительно 30%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 40%.
Средний размер пор пористой подложки также важен для фильтрации. Средний размер пор может быть определен любыми приемлемыми способами, в том числе, при помощи ртутной порометрии. Средний размер пор пористой подложки должен иметь достаточно высокое значение для обеспечения низкого противодавления, обеспечивая при этом адекватную эффективность, либо подложки, как таковой, либо продвижением спрессованного сажевого слоя на поверхности подложки, или комбинацией обоих. Предпочтительные пористые подложки имеют средний размер пор от примерно 10 до примерно 40 мкм, например, примерно от 20 до примерно 30 мкм, примерно от 10 до примерно 25 мкм, примерно от 10 до примерно 20 мкм, примерно от 20 до примерно 25 мкм, примерно от 10 до примерно 15 мкм и примерно от 15 до примерно 20 мкм.
В целом, производство спрессованного твердого тела, содержащего медь-СНА цеолитный катализатор включает смешивание катализатора, связующего, возможно органического, повышающего вязкость состава, в однородную пасту, которая затем добавляется к компоненту связующего/матрицы или к их прекурсору и, возможно, к одному или более из стабилизированных оксидов церия и к неорганическим волокнам. Смесь уплотняется в аппарате для смешивания или растирания или в экструдере. Смеси имеют органические добавки, такие как, связующие, порообразователи, пластификаторы, ПАВ, лубриканты, диспергаторы как вспомогательные вещества для улучшения смачивания и, таким образом, для производства единообразной партии. Полученный пластичный материал формуют, в частности с использованием экструзионного пресса или экструдера, включая экструзионную матрицу, и полученное отформованное изделие сушат и прокаливают. Органические добавки "выгорают" во время обжига из сформованного твердого тела. Медь-СНА цеолитный катализатор может также быть нанесен по технологии из пористого оксида или, в противном случае, нанесен на спрессованное твердое тело, в виде одного или более суб-слоев, которые остаются на поверхности или проникают полностью или частично в спрессованное твердое тело.
Спрессованные твердые тела, содержащие катализатор согласно настоящему изобретению обычно составляют унитарную структуру в форме сот, имеющую параллельные каналы сходного размера, простирающиеся от первого конца до их другого конца. Стенки канала, определяющие каналы, являются пористыми. Как правило, внешняя «кожа» окружает множество каналов спрессованного твердого тела. Спрессованные твердые тела могут быть созданы любого нужного сечения, например круга, квадрата или овала. Отдельные каналы во множестве каналов могут быть квадратной, треугольной, шестигранной, круглой формы и т.д. Каналы первого, расположенного выше по течению, конца могут быть заблокированы, например, с помощью подходящего керамического цемента, а каналы, с незаблокированным первым, расположенным выше по течению, концом, могут быть также заблокированы на втором конце, расположенном ниже по течению, чтобы сформировать пристеночный фильтр. Как правило, расположение заблокированных каналов на первом, расположенном выше по течению конце, напоминает шахматную доску с аналогичным расположением заблокированных и открытых вниз по течению концов каналов.
Предпочтительно компонент связующего/матрицы выбирается из группы, состоящей из кордиерита, нитридов, карбидов, боридов, интерметаллидов, алюмосиликата лития, шпинели, при необходимости, легированного глинозема, источника кремнезема, оксида титана, оксида циркония, оксидов титана-циркония, циркона и смеси любых двух или более из перечисленных веществ. Паста может дополнительно содержать армирующие неорганические волокна, выбранные из группы, состоящей из углеродных волокон, стеклянных волокон, металлических волокон, волокон бора, волокон глинозема, волокон кремния, алюмосиликатных волокон, волокон карбида кремния, волокон титаната калия, волокон бората алюминия и керамических волокон.
Глиноземный компонент связующего/матрицы предпочтительно состоит из гамма глинозема, но может быть другим переходным глиноземом, т.е. альфа глиноземом, бета глиноземом, хи глиноземом, эта глиноземом, ро глиноземом, каппа глинозема, тета глиноземом, дельта глиноземом, лантан бета глиноземом и смесью любых двух или более из перечисленных алюминиевых соединений. Желательно, чтобы глинозем был легирован, по крайней мере, одним не алюминиевым элементом для увеличения термической стабильности глинозема. Подходящие для глинозема легирующие добавки включают кремний, цирконий, барий, лантаноиды и смеси из любых двух или более из упомянутых элементов. Подходящие легирующие добавки лантаноидов включают La, Ce, Nd, Pr, Gd и смеси из любых двух или более из упомянутых элементов.
Источники кремнезема могут включать в себя соли кремнезема, кварц, расплавленный или аморфный кремний, силикат натрия, аморфные алюмосиликаты, алкоксисиланы, силиконовые связывающие смолы, такие как метилфенилсиликоновая смола, глину, тальк или смесь любых двух или более из перечисленных веществ. Из этого списка кремнезем может быть SiO2 как таковым, полевым шпатом, муллитом, алюмосиликатом, оксидом кремния-магния, оксидом кремния-циркония, оксидом кремния-тория, оксидом кремния-бериллия, оксидом кремния-титана, троичным оксидом кремния-алюминия-циркония, троичным оксидом кремния-алюминия-магния, тройным оксидом кремния-магния-циркония, троичным оксидом кремния-алюминия-тория и смесью любых двух или более из перечисленных веществ.
Предпочтительно, медь-СНА цеолитный катализатор распределен по всему объему и желательно равномерно по всему объему всего спрессованного тела катализатора.
Там, где любое из вышеперечисленных спрессованных твердых тел сделано в виде пристеночного фильтра, пористость пристеночного фильтра может быть от 30-80%, например, от 40-70%. Пористость, и объем пор, и радиус пор могут быть измерена, например, с помощью ртутной проникающей порометрии.
Катализатор, описанный в настоящем документе, может содействовать реакции восстановителя, предпочтительно аммиака, с окислами азота для селективного образования элементарного азота (N2) и воды (Н2О). Таким образом, в одном варианте осуществления настоящего изобретения катализатор может быть получен в пользу восстановления оксидов азота восстановителем (т.е. катализатора SCR). Примеры таких восстановителей включают углеводороды (например, С3-С6 углеводородов) и азотсодержащих восстановителей, таких как аммиак и гидразин аммиака, или любого подходящего прекурсора аммиака, такого как мочевина ((NH2)2CO), карбоната аммония, карбамата аммония, гидрокарбоната аммония или формиата аммония.
Медь-CHA цеолитный катализатор, описанный в настоящем документе, может также способствовать окислению аммиака. Таким образом, в другом варианте способа осуществления настоящего изобретения, катализатор может быть образован в пользу окисления аммиака кислородом, особенно для концентраций аммиака обычно имеющих место вниз по течению от катализатора SCR (например, катализатор окисления аммиака (AMOX), такой как катализатор проскока аммиака (ASC)). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения настоящий катализатор размещен в качестве верхнего слоя над окислительным под-слоем, в котором под-слой содержит катализатор, металл платиновой группы (PGM), или катализатор, без PGM. Предпочтительно, каталитический компонент в подслое нанесен на большую площадь поверхности носителя, включающего глинозем, но не ограничиваясь им.
В еще одном варианте способа осуществления настоящего изобретения, SCR и AMOX процессы реализуются последовательно, причем оба процесса используют катализатор, состоящего из медь-CHA цеолитного катализатора, описанного в настоящем документе, и где процесс SCR происходит выше по течению от AMOX процесса. Например, комопзиция SCR катализатора может быть расположена на входной стороне фильтра, а композиция AMOX катализатора может быть расположена на выпускной стороне фильтра.
Соответственно, представлен способ восстановления NOx соединений или окисления NH3 в газовой фазе, который включает приведение в контакт газа с каталитической композицией, описанной в настоящем документе, для каталитического восстановления NOx соединений в течение времени, достаточного для снижения уровня NOx соединений и/или NH3 в газовой фазе. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения представлено каталитическое изделие, включающее в себя катализатор проскока аммиака, расположенный ниже по потоку от катализатора селективного каталитического восстановления (SCR). В таких вариантах осуществления настоящего изобретения катализатор проскока аммиака окисляет, по меньшей мере частично, любой азотсодержащий восстановитель, который не потребляется в процессе селективного каталитического восстановления. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения катализатор проскока аммиака, расположен на выходной стороне пристеночного фильтра, а катализатор SCR расположен на входной стороне фильтра. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения катализатор проскока аммиака располагают на нижней стороне проточной подложки, а катализатор SCR располагаются выше по течению на входе в проточную подложку. В других вариантах осуществления настоящего изобретения катализатор проскока аммиака и катализатор SCR расположены на отдельных брикетах в выхлопной системе. Эти отдельные брикеты могут быть смежными, и в контакте друг с другом, или разделенными на определенное расстояние, при условии, что они находятся в гидравлической связи друг с другом и при условии, что брикет катализатора SCR находится выше по течению брикета катализатора проскока аммиака.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения SCR и/или AMOX процессы происходят при температуре, по крайней мере, 100°С. В другом варианте осуществления настоящего изобретения процесс(ы) происходит при температуре примерно от 150 до примерно 750°С. В особом варианте осуществления настоящего изобретения диапазон температур составляет от примерно 175 до около 550°C. В другом варианте осуществления настоящего изобретения диапазон температур составляет от 175 до 400°C. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения диапазон температур составляет от 450 до 900°C, предпочтительно от 500 до 750°C, от 500 до 650°C, 450 до 550°C или 650 до 850°C. Варианты осуществления настоящего изобретения, которые используются при температуре выше 450°C, являются особенно полезными для очистки выхлопных газов тяжелых и легких дизельных двигателей, которые оснащены выхлопной системой, включающей (при необходимости катализируемых) дизельные сажевые фильтры, которые восстанавливаются активно или пассивно, и в которых смесь катализатора, описанная в настоящем документе располагается на выходной стороне фильтра.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, представлен способ восстановления NOx соединений и/или окисления NH3 в газовой фазе, который включает контакт газа с катализатором, описанным в настоящем документе, в течение времени, достаточного для снижения уровня NOx соединений в газовой фазе. Способы согласно настоящему изобретению могут включать одно или несколько из следующих действий: (а) накопление и/или сжигание сажи, которая находится в контакте со входом каталитического фильтра; (b) введение азотсодержащего восстановителя в поток выхлопных газов до контакта с каталитическим фильтром, желательно без включения каталитических стадий, предполагающее очистку NOx и восстановителя; (с) получение NH3 с помощью каталитического адсорбера NOx или ловушки NOx, образующегося из сжигания обедненного топливом потока, и желательно с использованием NH3 в качестве восстановителя в реакции SCR протекающей ниже по течению потока; (d) контакт потока выхлопных газов с DOC для окисления растворимых органических фракций (SOF) на основе углеводородов и/или монооксида углерода в СО2, и/или окисления NО в NО2, который в свою очередь, может быть использован для окисления твердых частиц в сажевом фильтре; и/или снижения выбросов твердых частиц (PM) в отработавших газах; (е) контакт выхлопного газа с одним или более проточных каталитических устройств SCR в присутствии восстановителя для снижения концентрации NOx в выхлопных газах; и (f) контакт выхлопного газа с катализатором проскока аммиака, предпочтительно ниже по течению потока от катализатора SCR для окисления большей части, если не всего, аммиака до выхода выхлопных газов в атмосферу или прохождения выхлопных газов через рециркуляционный контур перед поступлением/повторном поступлением отработавших газов в двигатель.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, весь или, по крайней мере, часть восстановителя на основе азота, особенно NH3, для потребления в процессе SCR может поступать из каталитического адсорбера NOx (NAC), ловушки Nox из обедненного потока или из катализатора NOx хранения/восстановления (NSRC), расположенных выше по потоку от катализатора SCR, например, SCR катализатор по настоящему изобретению, размещен на пристеночном фильтре. NAC компоненты, полезные в настоящем изобретении, включают сочетание катализаторов из основного материала (например, щелочного металла, щелочноземельного металла или редкоземельного металла, в том числе оксида щелочных металлов, оксида щелочноземельных металлов, а также их комбинации), и драгоценного металла (например, платины), и при необходимости восстанавливающего каталитического компонента, такой как родий. Конкретные виды основных материалов, используемых в NAC включают оксид цезия, оксид калия, оксид магния, оксид натрия, оксид кальция, оксид стронция, оксид бария и их комбинации. Драгоценный металл предпочтительно присутствует в количестве примерно от 10 до примерно 200 г/фут3 (0,00035-0,0071 г/см3), например от 20 до 60 г/фут3 (0,00071-0,0021 г/см3). Кроме того, средняя концентрация драгоценного металла в катализаторе характеризуется величиной, которая может быть примерно от 40 примерно до 100 г/фут3 (0,0014-0,0035 г/см3).
При определенных условиях, во время периодических последовательностей тактов регенерации при обогащенной смеси, NH3 может быть получен из каталитического адсорбера NОх. Катализатор SCR, расположенный ниже по потоку после NOx каталитического адсорбера, может улучшить общую эффективность системы восстановления NOx. В комбинированной системе, SCR катализатор способен хранить выпущенный NH3 из NAC катализатора при периодических последовательностей тактов регенерации при обогащенной смеси и использует содержащийся NH3 для селективного восстановления части или всего NOx, которая проскакивает через катализатор NAC при нормальной условиях работы при обедненной смеси.
Способ очистки выхлопных газов, описанный в настоящем документе, может быть использован для выхлопных газов, образующийся при процессе сгорания, например, от двигателей внутреннего сгорания (будь то мобильные или стационарные), от газовой турбины и от сжигания угля или нефти на электростанциях. Этот способ может также использоваться для очистки газов от промышленных процессов, таких как нефтепереработка, НПЗ от нагревателей и котлов нефтеперерабатывающих заводов, печей, в химической и перерабатывающей промышленности, для коксовых печей для мусоросжигательных заводов бытовых отходов, печей для сжигания и др. В особенности вариант осуществления по настоящему изобретению используется для очистки выхлопных газов автомобильного транспорта, работающего на обедненной смеси двигателя внутреннего сгорания, такого как дизельный двигатель, обедненных смесях бензинового двигателя или двигателя, работающего на сжиженном нефтяном газе или природном газе.
В определенных аспектах настоящее изобретение является системой очистки выхлопных газов, генерируемых процессом горения, например, в двигателе внутреннего сгорания (будь то мобильным или стационарным), в газовой турбине, горении угля или нефти на электростанциях, и тому подобных. Такие системы включают в себя каталитическое изделие, содержащее в своем составе катализатор, описанный в настоящем документе, и, по крайней мере, один дополнительный компонент для очистки выхлопного газа, при этом каталитическое изделие и, по меньшей мере, один дополнительный компонент предназначены для работы в качестве единой системы.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система содержит каталитическое изделие, содержащее описанный выше катализатор, канал для направления выхлопного газа, источник азотсодержащего восстановителя расположенный выше по ходу потока от каталитического изделия. Система может включать в себя регулятор подачи азотсодержащего восстановителя в потоке выхлопных газа только тогда, когда будет установлено, что цеолитный катализатор способен катализировать реакцию восстановления NOx на уровне или выше желаемой эффективности, например, при температуре выше 100°С, выше 150°С или выше 175°С. Подача азотсодержащего восстановителя может быть организована таким образом, чтобы от 60 до 200% от теоретического количества аммиака присутствовало в выхлопных газах, поступающих на SCR катализатор из расчета 1:1 на NH3/NO и 4:3 NН3/NО2.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения система, содержащая катализатор окисления (например, дизельный катализатор окисления (DOC)) для окисления оксида азота в выхлопных газах в двуокись азота может быть расположены выше по потоку от точки подачи азотсодержащего восстановителя в выхлопном газе. В одном варианте осуществления настоящего изобретения катализатор окисления приспособлен для сбора газового потока, поступающего в цеолитный катализатор SCR, имеющий соотношение NO к NO2 примерно от 4:1 примерно до 1:3 по объему, например при температуре выхлопных газов на входе катализатора окисления от 250 до 450°C. Катализатор окисления может содержать, по меньшей мере, один металл платиновой группы (или какой-либо их комбинации), например платину, палладий или родий, нанесенные на проточный монолит подложки. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один металл платиновой группы является платиной, палладием или сочетанием платины и палладия. Металлы платиновой группы могут быть нанесены на большую площадь поверхности компонента покрытия из пористого оксида, такого как глинозем, цеолит, такого как алюмосиликатный цеолит, кремнезем, не цеолитные оксиды кремния и алюминия, оксид церия, оксид циркония, оксид титана или их смеси или сложного оксида, содержащего как оксида церия, так и оксид циркония.
В дальнейшем варианте осуществления настоящего изобретения подходящая фильтрующая подложка расположена между катализатором окисления и катализатором SCR. Фильтрующие подложки могут быть выбраны любой из упомянутых выше, например, может быть пристеночным фильтром. Там, где фильтр является катализатором, например, с катализатором окисления того типа, который обсуждался выше, предпочтительно располагать точку подачи азотсодержащего восстановителя между фильтром и цеолитным катализатором. Кроме того, если фильтр не является катализатором, средства для подачи азотсодержащего восстановителя могут быть расположены между катализатором окисления и фильтром.

Claims (18)

1. Каталитическая композиция для восстановления NOx и/или окисления NH3, включающая в себя медьсодержащий цеолит, имеющий CHA структуру, с молярным соотношением диоксида кремния к оксиду алюминия (SAR), по меньшей мере, равным 40, и атомным соотношением меди к алюминию, по меньшей мере, равным 1,25, при этом указанный цеолит свободен от обмененных ионов меди и свободен от переходных металлов в своей структуре.
2. Каталитическая композиция по п. 1, в которой соотношение меди к алюминию составляет, по меньшей мере, 1,5.
3. Каталитическая композиция по п. 1, в которой соотношение меди к алюминию составляет, по меньшей мере, 2.
4. Каталитическая композиция по п. 1, в которой SAR равняется от 40 до 250.
5. Каталитическая композиция по п. 1, в которой SAR равняется от 45 до 85.
6. Каталитическая композиция по п. 1, в которой медь присутствует в количестве от приблизительно 3 до приблизительно 5 весовых процентов, рассчитанных от общего веса цеолита.
7. Каталитическая композиция по п. 1, в которой цеолит содержит менее чем 1,5 весовых процента оксида меди.
8. Каталитическое изделие для очистки выхлопных газов, включающее в себя каталитическую композицию по п. 1, расположенную на или внутри подложки.
9. Каталитическое изделие по п. 8, в котором подложкой служит металлическая пластина.
10. Каталитическое изделие по п. 8, в котором подложка имеет структуру пчелиных сот.
11. Каталитическое изделие по п. 10, в котором катализатор представляет собой покрытие из пористого оксида на структуре пчелиных сот.
12. Каталитическое изделие по п. 1, в котором сотовая структура представляет собой экструдированный катализатор.
13. Каталитическое изделие по п. 10, в котором сотовая структура представляет собой фильтр с проточными стенками.
14. Каталитическое изделие по п. 10, в котором сотовая структура представляет собой проточную сотовую структуру.
15. Каталитическая композиция для восстановления NOx и/или окисления NH3, содержащая суспензию для покрытия из пористого оксида, содержащую каталитическую композицию согласно п. 1 и одно или несколько связующих.
16. Способ очистки выхлопных газов, включающий приведение в контакт отработанных выхлопных газов, содержащих NOx и/или NH3, с каталитическим изделием по п.8 для селективного восстановления, по меньшей мере, части NOx в N2 и H2O и/или окисления, по меньшей мере, части NH3.
17. Система для очистки выхлопных газов, содержащих NOx, включающая в себя каталитическое изделие согласно п. 8 и источник восстановителя, в которой источник восстановителя расположен выше по течению от каталитического изделия.
18. Каталитическая композиция для восстановления NOx и/или окисления NH3, включающая в себя медьсодержащий цеолит, имеющий CHA структуру, с молярным соотношением диоксида кремния к оксиду алюминия (SAR), по меньшей мере, равным 40, и атомным соотношением меди к алюминию, по меньшей мере, равным 1,25, при этом указанный цеолит имеет объем элементарной ячейки от 2355 до примерно 2375
Figure 00000002
.
RU2016126402A 2013-12-03 2014-12-03 Scr катализатор RU2697482C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361911048P 2013-12-03 2013-12-03
US61/911,048 2013-12-03
PCT/US2014/068314 WO2015084930A1 (en) 2013-12-03 2014-12-03 Cu-cha containing scr catalyst

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019124422A Division RU2765730C2 (ru) 2013-12-03 2014-12-03 Scr катализатор

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2697482C1 true RU2697482C1 (ru) 2019-08-14

Family

ID=52349849

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016126402A RU2697482C1 (ru) 2013-12-03 2014-12-03 Scr катализатор
RU2019124422A RU2765730C2 (ru) 2013-12-03 2014-12-03 Scr катализатор

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019124422A RU2765730C2 (ru) 2013-12-03 2014-12-03 Scr катализатор

Country Status (10)

Country Link
US (2) US10512905B2 (ru)
EP (2) EP3077111B1 (ru)
JP (4) JP6546919B2 (ru)
KR (1) KR20160093682A (ru)
CN (2) CN105899291A (ru)
BR (1) BR112016012165B1 (ru)
DE (1) DE102014117754A1 (ru)
GB (2) GB2544901B (ru)
RU (2) RU2697482C1 (ru)
WO (1) WO2015084930A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2783741B1 (en) * 2011-01-26 2021-03-31 Ford Global Technologies, LLC SCR and LNT catalysts for combined LNT-SCR applications
RU2697482C1 (ru) * 2013-12-03 2019-08-14 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Scr катализатор
US9937489B2 (en) * 2015-06-18 2018-04-10 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system without a DOC having an ASC acting as a DOC in a system with an SCR catalyst before the ASC
JP6867956B2 (ja) * 2015-06-18 2021-05-12 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ ゾーン化排気システム
WO2017080722A1 (en) * 2015-10-12 2017-05-18 Umicore Ag & Co. Kg One-pot synthesis of copper containing small-pore zeolites
KR102650311B1 (ko) * 2015-11-17 2024-03-25 바스프 코포레이션 배기 가스 처리 촉매
DE102016107466A1 (de) * 2016-04-22 2017-10-26 Keyou GmbH Katalysator, Vorrichtung und Verfahren zur selektiven NOx-Reduktion mittels Wasserstoff in NOx-haltigen Abgasen
EP3473598A4 (en) * 2016-05-23 2020-03-18 Tosoh Corporation CHA TYPE ZEOLITE AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
AU2017400922B2 (en) * 2017-02-27 2019-12-05 Dalian Institute Of Chemical Physics, Chinese Academy Of Sciences Cu-SAPO molecular sieve, synthesis method therefor and catalytic use thereof
JP6717771B2 (ja) * 2017-03-31 2020-07-08 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒
EP3388392B1 (en) 2017-04-12 2021-01-20 Umicore Ag & Co. Kg Copper-containing zeolites having a low alkali metal content, method of making thereof, and their use as scr catalysts
KR102697497B1 (ko) * 2018-08-02 2024-08-22 바스프 에스이 유기주형에 의해 로딩된 종정을 사용한 제올라이트 물질의 연속 합성 방법
CN112955255B (zh) 2018-10-30 2023-07-21 巴斯夫公司 在预交换铜沸石材料上的原位铜离子交换
WO2020098796A1 (en) * 2018-11-16 2020-05-22 Basf Se Process for the production of a zeolitic material having an aei-type framework structure via solvent-free interzeolitic conversion
EP3782726A1 (en) * 2019-08-20 2021-02-24 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst for the abatement of ammonia and nitrogen oxide emissions from the exhaust gases of combustion engines
KR20220060316A (ko) * 2020-11-04 2022-05-11 현대자동차주식회사 NOx 저장용 촉매 및 이의 제조 방법
EP4247758A1 (en) * 2020-11-20 2023-09-27 Ecovyst Catalyst Technologies LLC Chabazite zeolite synthesis with combined organic templates
KR20230116929A (ko) 2020-12-14 2023-08-04 우미코레 아게 운트 코 카게 내연 기관으로부터 NH3 및 NOx 배출물 저감을 위한촉매 장치
US11883805B2 (en) * 2021-05-12 2024-01-30 Johnson Matthey Public Limited Company Catalytic composition

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156155C2 (ru) * 1998-09-25 2000-09-20 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" Система автоматического регулирования процесса очистки продуктов горения от оксидов азота с ограничением концентрации аммиака в очищенных газах
WO2008118434A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Pq Corporation Novel microporous crystalline material comprising a molecular sieve or zeolite having an 8-ring pore opening structure and methods of making and using same
WO2011125049A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 Basf Se Cu-cha/fe-mfi mixed zeolite catalyst and process for treating nox in gas streams using the same
WO2013050964A1 (en) * 2011-10-05 2013-04-11 Basf Se Cu-CHA/Fe-BEA MIXED ZEOLITE CATALYST AND PROCESS FOR THE TREATMENT OF NOX IN GAS STREAMS
US20130136677A1 (en) * 2009-11-30 2013-05-30 Johnson Matthey Public Limited Company CATALYSTS FOR TREATING TRANSIENT NOx EMISSIONS

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51147470A (en) * 1975-06-12 1976-12-17 Toa Nenryo Kogyo Kk A process for catalytic reduction of nitrogen oxides
US4867954A (en) * 1988-04-07 1989-09-19 Uop Catalytic reduction of nitrogen oxides
JP2533371B2 (ja) * 1989-05-01 1996-09-11 株式会社豊田中央研究所 排気ガス浄化用触媒
RU2056354C1 (ru) * 1993-02-18 1996-03-20 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Способ получения цеолита
US5589147A (en) * 1994-07-07 1996-12-31 Mobil Oil Corporation Catalytic system for the reducton of nitrogen oxides
US6709644B2 (en) * 2001-08-30 2004-03-23 Chevron U.S.A. Inc. Small crystallite zeolite CHA
US7229597B2 (en) * 2003-08-05 2007-06-12 Basfd Catalysts Llc Catalyzed SCR filter and emission treatment system
WO2007053239A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Synthesis of chabazite-containing molecular sieves and their use in the conversion of oxygenates to olefins
WO2007145724A1 (en) * 2006-06-09 2007-12-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Treatment of cha-type molecular sieves and their use in the conversion of oxygenates to olefins
US7998423B2 (en) * 2007-02-27 2011-08-16 Basf Corporation SCR on low thermal mass filter substrates
KR101358482B1 (ko) * 2007-02-27 2014-02-05 바스프 카탈리스트 엘엘씨 구리 ｃｈａ 제올라이트 촉매
US10384162B2 (en) 2007-03-26 2019-08-20 Pq Corporation High silica chabazite for selective catalytic reduction, methods of making and using same
CN101971257B (zh) * 2008-03-18 2012-05-30 柯尼卡美能达精密光学株式会社 物镜及光拾取装置
US8071071B2 (en) * 2008-05-02 2011-12-06 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Treatment of small pore molecular sieves and their use in the conversion of oxygenates to olefins
ES2465004T3 (es) 2008-05-21 2014-06-04 Basf Se Procedimiento de síntesis directa de zeolitas que contienen Cu que tienen una estructura de CHA
US10583424B2 (en) * 2008-11-06 2020-03-10 Basf Corporation Chabazite zeolite catalysts having low silica to alumina ratios
US7772335B1 (en) * 2009-03-27 2010-08-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Light olefin selective oxygenate conversion process using CHA framework type aluminosilicate
JP5668422B2 (ja) * 2009-11-10 2015-02-12 三菱化学株式会社 アルミノシリケートの製造方法
CN106276952A (zh) * 2009-11-24 2017-01-04 巴斯夫欧洲公司 制备具有cha结构的沸石的方法
US8409546B2 (en) * 2009-11-24 2013-04-02 Basf Se Process for the preparation of zeolites having B-CHA structure
CN101973562B (zh) * 2010-09-07 2012-06-06 浙江大学 以铜胺络合物作为模板剂合成硅基分子筛的方法
US8535629B2 (en) 2010-12-02 2013-09-17 Johnson Matthey Public Limited Company Zeolite catalyst containing metal
CN102847553A (zh) * 2011-06-27 2013-01-02 三菱树脂株式会社 含过渡金属的沸石
JP5831367B2 (ja) * 2011-06-27 2015-12-09 三菱樹脂株式会社 遷移金属含有ゼオライトの製造方法
JP5929452B2 (ja) * 2012-04-16 2016-06-08 三菱樹脂株式会社 遷移金属含有ゼオライト
JP5947753B2 (ja) * 2013-07-09 2016-07-06 トヨタ自動車株式会社 排気浄化システム、排気浄化方法、並びにそれに用いる選択還元型ＮＯｘ触媒およびその製造方法
KR102299703B1 (ko) 2013-12-02 2021-09-09 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 고실리카 Cu-CHA의 혼합 주형 합성
RU2697482C1 (ru) * 2013-12-03 2019-08-14 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Scr катализатор

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156155C2 (ru) * 1998-09-25 2000-09-20 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" Система автоматического регулирования процесса очистки продуктов горения от оксидов азота с ограничением концентрации аммиака в очищенных газах
WO2008118434A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Pq Corporation Novel microporous crystalline material comprising a molecular sieve or zeolite having an 8-ring pore opening structure and methods of making and using same
US20130136677A1 (en) * 2009-11-30 2013-05-30 Johnson Matthey Public Limited Company CATALYSTS FOR TREATING TRANSIENT NOx EMISSIONS
RU2586685C2 (ru) * 2009-11-30 2016-06-10 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани КАТАЛИЗАТОРЫ ОБРАБОТКИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ВЫБРОСОВ NOx
WO2011125049A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 Basf Se Cu-cha/fe-mfi mixed zeolite catalyst and process for treating nox in gas streams using the same
WO2013050964A1 (en) * 2011-10-05 2013-04-11 Basf Se Cu-CHA/Fe-BEA MIXED ZEOLITE CATALYST AND PROCESS FOR THE TREATMENT OF NOX IN GAS STREAMS

Also Published As

Publication number Publication date
GB2544901A (en) 2017-05-31
BR112016012165B1 (pt) 2021-05-04
WO2015084930A1 (en) 2015-06-11
EP3077111B1 (en) 2021-07-14
JP2019202315A (ja) 2019-11-28
JP6740425B2 (ja) 2020-08-12
GB2544901B (en) 2018-02-07
US10512905B2 (en) 2019-12-24
KR20160093682A (ko) 2016-08-08
US20200108376A1 (en) 2020-04-09
RU2765730C2 (ru) 2022-02-02
JP6546919B2 (ja) 2019-07-17
EP3901095B1 (en) 2023-10-04
EP3077111A1 (en) 2016-10-12
GB2522530B (en) 2017-02-08
JP6689419B2 (ja) 2020-04-28
JP2017503635A (ja) 2017-02-02
US11027265B2 (en) 2021-06-08
EP3901095B8 (en) 2024-04-03
JP2019104010A (ja) 2019-06-27
GB2522530A (en) 2015-07-29
GB201621107D0 (en) 2017-01-25
RU2019124422A (ru) 2019-09-19
US20150151288A1 (en) 2015-06-04
EP3901095A1 (en) 2021-10-27
JP2020127939A (ja) 2020-08-27
GB201421449D0 (en) 2015-01-14
DE102014117754A1 (de) 2015-06-11
CN105899291A (zh) 2016-08-24
CN114160189A (zh) 2022-03-11
RU2019124422A3 (ru) 2022-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2697482C1 (ru) Scr катализатор
EP3077107B1 (en) Synthesis of aei zeolite
EP3077108B1 (en) Mixed template synthesis of high silica cu-cha
US11266981B2 (en) Mixed template synthesis of low silica CHA zeolite
WO2016077667A1 (en) Afx zeolite
CN112939011A (zh) Aei沸石合成
GB2546365A (en) Aluminosilicate AEI zeolite preparation