RU2729190C1 - Способ получения палладиевого катализатора на носителе активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления монооксида углерода - Google Patents

Способ получения палладиевого катализатора на носителе активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления монооксида углерода Download PDF

Info

Publication number
RU2729190C1
RU2729190C1 RU2019143815A RU2019143815A RU2729190C1 RU 2729190 C1 RU2729190 C1 RU 2729190C1 RU 2019143815 A RU2019143815 A RU 2019143815A RU 2019143815 A RU2019143815 A RU 2019143815A RU 2729190 C1 RU2729190 C1 RU 2729190C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carrier
temperature
palladium
carbon monoxide
catalyst
Prior art date
Application number
RU2019143815A
Other languages
English (en)
Inventor
Антон Владимирович Нечаев
Роман Михайлович Степанов
Александр Онуфриевич Шевченко
Марина Александровна Ракова
Елена Владимировна Першикова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Электростальский химико-механический завод имени Н.Д. Зелинского" (ОАО "ЭХМЗ им. Н.Д. Зелинского")
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 Открытое акционерное общество "Электростальский химико-механический завод имени Н.Д. Зелинского" (ОАО "ЭХМЗ им. Н.Д. Зелинского") filed Critical Открытое акционерное общество "Электростальский химико-механический завод имени Н.Д. Зелинского" (ОАО "ЭХМЗ им. Н.Д. Зелинского")
Priority to RU2019143815A priority Critical patent/RU2729190C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2729190C1 publication Critical patent/RU2729190C1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • 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
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04—Alumina
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • 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
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B01J37/0213—Preparation of the impregnating solution
    • 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
    • B01J37/16—Reducing
    • 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)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам получения металлических катализаторов, в частности, к способу получения палладиевого катализатора на носителе оксиде алюминия для низкотемпературного окисления монооксида углерода. Способ включает приготовление пропиточного раствора путем растворения хлористого палладия в воде, пропитку носителя этим раствором, восстановление палладия формиатом натрия, отмывку водой пропитанного носителя до отрицательной реакции на хлор-ион и последующую сушку, при этом носитель предварительно проходит термообработку в сушильной камере при температуре (310±10)°С в течение 4 часов. Технический результат заключается в создании катализатора, применяемого в устройствах для очистки воздуха с увеличенной прочностью к механическим нагрузкам при ударах, вибрации и тряске, увеличенным сроком службы, обеспечивающим заданную эффективность окисления в течение длительного времени при уменьшении его стоимости за счет снижения образования мелкой фракции и пыли в процессе производства. 2 табл., 8 пр.

Description

Изобретение относится к способам получения металлических нанесенных катализаторов, в частности к получению катализаторов, содержащих пористый носитель активный оксид алюминия и осажденный на нем каталитически активный палладий для низкотемпературного окисления монооксида углерода и может быть использовано в средствах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания человека в защитных сооружениях, герметизированных объектах вооружения и военной техники, авиационной и космической техники.
Известен способ получения палладиевого катализатора на оксиде алюминия для низкотемпературного окисления водорода и оксида углерода (патент SU №1833204 A3 от 04.02.1991 г., кл. B01J 37/02, B01J 23/44).
Палладиевый катализатор на основе оксида алюминия получают пропиткой оксида алюминия вначале диметилформамидом и затем подкисленным щавелевой кислотой раствором соли палладия с последующими стадиями восстановления палладия до металла при нагревании, промывкой и сушкой.
Недостатком полученного данным способом катализатора является то, что при сравнительно большом содержании палладия (2-3) мас.%, не обеспечивается эффективность окисления оксида углерода выше 75% при концентрации 20 мг/м.
Известен способ получения палладиевого катализатора на активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления оксида углерода (патент RU №2339446, кл. B01J 23/44, 23/755, 37/02, 21/04, B01D 53/62).
Указанным способом получают палладиевый катализатор на активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления оксида углерода, включающий предварительное модифицирование оксида алюминия оксидом никеля в количестве (0,03-0,50) мас.%, пропитку подкисленным соляной кислотой раствором хлорида палладия (II) в количестве (0,1-1,5) мас.% в пересчете на металл, восстановление раствором формиата натрия со скоростью подачи раствора (0,1-0,4) см/с с последующей отмывкой и сушкой катализатора сначала при комнатной температуре в течение (1-2) ч, затем при температуре (30-40)°С в течение также (1-2) ч и далее до температуры (105-115)°С со скоростью ее подъема (10-15) С/ч.
Недостатком полученного данным способом катализатора является сложность его получения, а также катализатор имеет малый ресурс при высоких концентрациях окиси углерода.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения палладиевого катализатора на носителе - оксиде алюминия - для низкотемпературного окисления оксида углерода (патент RU 2531621, B01J 23/44, 21/04, 37/02, 37/16, 37/06, 37/08, B01D 53/62).
Предлагаемый способ включает приготовление пропиточного раствора путем растворения хлористого палладия в воде, пропитку носителя этим раствором, восстановление палладия формиатом натрия, отмывку водой пропитанного носителя до отрицательной реакции на хлор-ион и последующую сушку. При этом для осуществления возможности окисления оксида углерода при начальной его концентрации до 100 ПДК включительно при конверсии оксида углерода не менее 95% в течение не менее 8 ч пропитку носителя ведут одновременным погружением всех его частиц в пропиточный раствор с температурой 70-90°С. Данный раствор содержит 1,5-1,75% палладия, причем отношение объема раствора к объему носителя берут в пределах (1,15-1,30):1.
Этот способ принят за прототип предлагаемого изобретения.
Недостаток данного способа - низкая эксплуатационная прочность катализатора при ударах, вибрации и тряске, что приводит к разрушению зерен катализатора, образованию мелкой фракции и пыли.
Задача предлагаемого изобретения - создать катализатор, работающий эффективно в критических условиях эксплуатации с повышенным ресурсом, обеспечивающим заданную эффективность окисления монооксида углерода при повышенных прочностных характеристиках в течение всего времени эксплуатации, не увеличивая при этом его стоимости.
Поставленная задача решается предлагаемым способом получения палладиевого катализатора на носителе активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления оксида углерода, включающим предварительную термообработку носителя в сушильной камере.
Технический результат - создание катализатора, применяемого в устройствах для очистки воздуха с увеличенной прочностью к механическим нагрузкам при ударах, вибрации и тряске, увеличенным сроком службы, обеспечивающим заданную эффективность окисления в течение длительного времени при уменьшении его стоимости за счет снижения образования мелкой фракции и пыли в процессе производства.
Отличием предлагаемого технического решения от прототипа является то, что термообработка носителя обеспечивает полное превращение гидроокиси алюминия в оксид алюминия, что повышает его прочность и позволяет избежать поверхностных напряжений в гранулах оксида алюминия, что в свою очередь позволяет получить катализатор с повышенной по сравнению с прототипом прочностью к механическим нагрузкам при ударах, вибрации и тряске, избежать разрушения зерен катализатора, образования мелкой фракции и пыли, обеспечить снижение безвозвратных потерь в процессе производства катализатора.
Способ осуществляется следующим образом: готовят пропиточный раствор, путем растворения хлористого палладия в воде, пропитывают носитель этим раствором, восстанавливают палладий формиатом натрия, отмывают водой пропитанный носитель до отрицательной реакции на хлор-ион и сушат, причем носитель предварительно проходит термообработку в сушильной камере при температуре (310±10)°С в течение 4 часов.
Примеры осуществления способа.
Пример 1.
25 кг носителя (оксида алюминия) проходит термообработку в сушильной камере при температуре 300°С в течение четырех часов, После термообработки носитель остывает до температуры (23±5)°С, и его загружают в реактор. 63 дм3 пропиточного раствора, содержащего 1500 г палладия и 212 см3 соляной кислоты, выливают на носитель, при этом температура раствора составляет от 80 до 100°С. Пропитка ведется при температуре от 70 до 80°С в течение (5±1) часа. Затем в реактор подают 80 дм3 раствора, содержащего 9,4 кг формиата натрия с температурой (23±7)°С. Восстановление ведется от 1 до 2 часов. Затем производят отмывку катализатора дистиллированной водой до отрицательной реакции на хлор-ион и сушат катализатор при температуре (115±5)°С в течение 6-10 часов.
Пример 2
Аналогичен примеру 1, без термообработки носителя.
Пример 3
Аналогичен примеру 1, кроме температуры термообработки носителя. Температура термообработки составляет 250°С.
Пример 4
Аналогичен примеру 1, кроме температуры термообработки носителя. Температура термообработки составляет 320°С.
Пример 5
Аналогичен примеру 1, кроме температуры термообработки носителя. Температура термообработки составляет 350°С.
Зависимость прочности катализатора от температуры термообработки носителя представлена в таблице 1.
Figure 00000001
Из представленных в таблице 1 данных видно, что оптимальный температурный диапазон термообработки находится в пределах от 300 до 320°С, температура 250°С не обеспечивает увеличения прочностных характеристик носителя, температура 350°С требует повышенных энергетических затрат, не приводя к увеличению прочностных характеристик носителя.
Пример 6
Аналогичен примеру 1, кроме времени термообработки носителя. Время термообработки составляет 3 часа.
Пример 7
Аналогичен примеру 1, кроме времени термообработки носителя. Время термообработки составляет 5 часов.
Пример 8
Аналогичен примеру 1, кроме времени термообработки носителя. Время термообработки составляет 6 часов.
Зависимость прочности катализатора от времени термообработки носителя представлена в таблице 2.
Figure 00000002
Из представленных в таблице 2 данных видно, что оптимальный диапазон времени термообработки находится в пределах от 4 до 5 часов, термообработка носителя в течение 3 часов не обеспечивает увеличения прочностных характеристик носителя, термообработка носителя в течение 6 часов требует повышенных энергетических затрат, не приводя к увеличению прочностных характеристик носителя.
Термообработка носителя в сушильной камере при температуре (310±10)°С в течение (4-5) часов обеспечивает полное превращение гидроокиси алюминия в оксид алюминия, позволяет избежать поверхностных напряжений в гранулах оксида алюминия, что в свою очередь повышает прочность носителя.
Предлагаемый способ получения палладиевого катализатора на носителе оксиде алюминия для низкотемпературного окисления монооксида углерода позволяет получать катализатор с повышенной прочностью к механическим нагрузкам при ударах, вибрации и тряске, избежать разрушения зерен катализатора, образования мелкой фракции и пыли, снизить безвозвратные потери в процессе производства, что приводит в конечном итоге к снижению стоимости катализатора.
Из вышеизложенного следует, что заявленные признаки позволяют решить поставленную задачу, а вся совокупность признаков является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Claims (1)

  1. Способ получения палладиевого катализатора на носителе оксиде алюминия для низкотемпературного окисления монооксида углерода, включающий приготовление пропиточного раствора путем растворения хлористого палладия в воде, пропитку носителя этим раствором, восстановление палладия формиатом натрия, отмывку водой пропитанного носителя до отрицательной реакции на хлор-ион и последующую сушку, отличающийся тем, что носитель предварительно проходит термообработку в сушильной камере при температуре (310±10)°С в течение 4 часов.
RU2019143815A 2019-12-23 2019-12-23 Способ получения палладиевого катализатора на носителе активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления монооксида углерода RU2729190C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019143815A RU2729190C1 (ru) 2019-12-23 2019-12-23 Способ получения палладиевого катализатора на носителе активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления монооксида углерода

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019143815A RU2729190C1 (ru) 2019-12-23 2019-12-23 Способ получения палладиевого катализатора на носителе активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления монооксида углерода

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729190C1 true RU2729190C1 (ru) 2020-08-05

Family

ID=72086020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019143815A RU2729190C1 (ru) 2019-12-23 2019-12-23 Способ получения палладиевого катализатора на носителе активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления монооксида углерода

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2729190C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU283186A1 (ru) * О. В. Богданова, В. А. Степанова, Л. К. Ератов, Б. В. Сироткин, А. Н. Бушин , Т. Е. Петрова Способ приготовления катализатора
RU2331472C2 (ru) * 2006-03-15 2008-08-20 Открытое акционерное общество "Ангарский завод катализаторов и органического синтеза" (ОАО АЗКиОС) Алюмооксидный носитель для палладиевых катализаторов и способ его приготовления
RU2339446C1 (ru) * 2007-08-03 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Способ получения палладиевого катализатора на активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления оксида углерода
RU2531621C1 (ru) * 2013-07-02 2014-10-27 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Способ получения палладиевого катализатора на носителе - оксиде алюминия - для низкотемпературного окисления оксида углерода

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU283186A1 (ru) * О. В. Богданова, В. А. Степанова, Л. К. Ератов, Б. В. Сироткин, А. Н. Бушин , Т. Е. Петрова Способ приготовления катализатора
RU2331472C2 (ru) * 2006-03-15 2008-08-20 Открытое акционерное общество "Ангарский завод катализаторов и органического синтеза" (ОАО АЗКиОС) Алюмооксидный носитель для палладиевых катализаторов и способ его приготовления
RU2339446C1 (ru) * 2007-08-03 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Способ получения палладиевого катализатора на активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления оксида углерода
RU2531621C1 (ru) * 2013-07-02 2014-10-27 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Способ получения палладиевого катализатора на носителе - оксиде алюминия - для низкотемпературного окисления оксида углерода

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PALKA J. et al, Oxidation of Carbon Monoxide by Oxygen on Palladium and Ruthenium Catalyst, Chem. zvesti, 1972, v. 26, p. 140-148. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6381131B2 (ja) アンモニア分解触媒及び該触媒の製造方法並びに該触媒を用いたアンモニアの分解方法
KR101747974B1 (ko) 염화수소의 산화를 위한 산화루테늄 포함 촉매의 재생 방법
CN108993485B (zh) 一种原位负载金属介孔碳微球催化剂的制备方法与应用
WO2024078051A1 (zh) 生物质骨架炭-金属复合微纳结构催化材料及制备方法和应用
CN102069000A (zh) 一种生产氯乙烯用非汞催化剂及其制备方法
RU2729190C1 (ru) Способ получения палладиевого катализатора на носителе активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления монооксида углерода
JPH0143573B2 (ru)
CN104923312B (zh) 一种α‑Al2O3载体及其制备方法和应用
RU2531621C1 (ru) Способ получения палладиевого катализатора на носителе - оксиде алюминия - для низкотемпературного окисления оксида углерода
RU2339446C1 (ru) Способ получения палладиевого катализатора на активном оксиде алюминия для низкотемпературного окисления оксида углерода
CN109513462B (zh) 一种用于5-羟甲基糠醛加氢的催化剂及其制备方法和应用
US3676364A (en) Regeneration of nickel-aluminum catalysts by polycarboxylic acid washing
CN108187670B (zh) 羟基活性炭负载钯催化剂及其制备方法
JPH10165818A (ja) 亜酸化窒素分解用触媒及び亜酸化窒素の除去方法
US2726151A (en) Producing and reactivating a carrierless nickel catalyst
RU2619945C1 (ru) Способ приготовления никелевого катализатора
CN106955700B (zh) 一种用于烯烃环氧化的银催化剂的制备方法及其应用
CN113198420A (zh) 一种改性活性炭及其制备方法与应用
JP5143610B2 (ja) エチレンオキシド製造用触媒の製造方法
CN112206760B (zh) 一种高活性羰基硫水解催化剂及其制备方法
CN109289770B (zh) 钇改性甲硫醇吸附材料的制备方法
CN106732560A (zh) 球形中孔炭基贵金属催化剂的制备工艺
JPH09239272A (ja) アンモニア合成触媒の製造法
CN105272811B (zh) 一种转化酸性生物质基糖醇溶液制取c5，c6烷烃的方法
CN109745975A (zh) 一种臭氧氧化催化剂及其制备方法和应用