一种含溴石化有机废气处理催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种溴石化有机废气处理催化剂，包括：载体，其为涂覆有氧化铝涂层的蜂窝状载体；活性组分，其为铈锆复合氧化物。本发明专利技术还提供了所述催化剂的制备方法和使用方法。还提供了所述催化剂的制备方法和使用方法。还提供了所述催化剂的制备方法和使用方法。

【技术实现步骤摘要】
一种含溴石化有机废气处理催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂领域，具体涉及一种催化燃烧法处理含溴石化有机废气催化剂及其应用，属于催化燃烧环保


技术介绍

[0002]石油化工生产过程中经常会产生含有挥发性有机物的废气，这些废气如果直接排放到大气中，会对大气环境造成极大的危害。多数挥发性有机物有异味，对人体产生病变甚至致癌；特别是含有卤素的挥发性有机废气，除了本身毒性大，还能与臭氧发生光化学反应，产生光化学烟雾，对地球环境产生极大破坏。因此，对石化工业生产过程中产生的有机废气进行有效处理是坏境科学中的重要课题。
[0003]国内外对挥发性有机物的处理方法主要分为物理法和化学法。物理法包括吸附法、冷凝法和膜分离法等，这是一种非破坏性的方法，其优点是可以对挥发性有机物进行回收利用，但处理不彻底，很容易引起二次污染；化学法主要有直接热燃烧法和催化燃烧法等。化学法的特点是处理彻底。其中热燃烧法是通过高温使尾气中的有害物质得到裂解，热裂解的温度高达800～900℃，这种方法需要消耗大量的燃料油，操作费用高，能耗高，对含卤有机物去除率低，同时也会产生氮氧化物。而催化燃烧法借助于催化剂的作用使操作温度降低到了280～450度，能耗大大降低，操作安全、稳定，操作费用降低，不产生氮氧化物，从而不产生二次污染。因此，催化燃烧法处理石化有机废气是一种较为理想的方法。
[0004]催化燃烧的催化剂主要有:贵金属型催化剂，如Pt、Pd、Rh等，此类催化剂活性高，但抗卤素性能差，容易中毒，同时资源稀少，价格昂贵；单一金属氧化物催化剂，如铜、锰、钴等金属氧化物，这类催化剂成本较低，但活性一般；复合氧化物催化剂该类催化剂容易得到，同时抗卤素性能好，不易中毒其催化活性比相应的单一氧化物要高，如专利CN103252242B就公布了一种铜、锰和铈的氧化物的复合颗粒负载到蜂窝陶瓷上制备成的催化燃烧催化剂。本专利技术将贵金属和非贵金属有机结合制备成成型分子筛球体催化剂，可以降低贵金属用量，降低催化剂成本，而且催化剂具有抗卤素中毒和稳定性高的优点，具有广阔的应用前景，如应用于催化燃烧法处理PTA(对苯二甲酸)装置的废气中。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中含溴石化有机废气催化燃烧贵金属催化剂价格昂贵、抗毒性差等问题，提供一种新型催化剂，特别是一种新的催化燃烧法处理含溴石化有机废气的整体式催化剂，所制得的催化剂具有原料成本低、活性高、抗毒性好等优点。本专利技术所解决的技术问题之二，是与技术问题一相对应的催化剂的制备方法。本专利技术所解决的技术问题之三，是与技术问题一相对应的催化剂在含溴石化有机废气净化中的应用。
[0006]为解决上述技术问题之一，本专利技术在第一方面提供了一种催化剂，包括：
[0007]载体，其为涂覆有氧化铝涂层的蜂窝状载体，
[0008]负载于所述载体的活性组分，包括铈锆复合氧化物。
[0009]特别的本专利技术的中铈锆复合氧化物中不含贵金属，也可以称为铈锆非贵金属复合氧化物。铈锆非贵金属氧化物具有比较多的氧空位，活性较高。
[0010]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述蜂窝状载体为堇青石分蜂窝型载体、莫来石蜂窝型载体、和氧化铝蜂窝型载体，其中优选菫青石蜂窝型载体。
[0011]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述涂覆氧化铝涂层的蜂窝载体的孔道尺寸范围为5-27nm。这个孔道尺寸范围有较多的孔道结构，比表面积较大，同时满足反应物分子发生吸附反应的尺寸范围。，所述氧化铝涂层的BET比表面积在100-300m2/g。
[0012]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述蜂状载体上的氧化铝涂层厚度范围为15～40μm。
[0013]在本专利技术的一个优选实施方式中，单位体积所述载体上涂覆非贵金属铈锆复合氧化物的含量范围为10～100g/L，铈锆的摩尔比例范围为(1～10):1，活性组分含量在这个范围一方面具有较多的活性位点，另一方面催化燃烧反应一般都为表面或者比较浅的内表面，活性组分过多会造成不必要的浪费以及容易脱落。
[0014]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述铈锆复合氧化物的表达式为Ce1Zr
b
O
c
，其中0.5≤b≤11，3≤c≤24。
[0015]为解决上述技术问题之二，本专利技术在第二方面提供了一种制备所述催化剂的方法，包括，
[0016]1)将拟薄水铝石、氧化铝、聚乙烯醇、硝酸和水按照比例搅拌制成含铝涂覆液，其中铝薄水铝石与氧化铝的质量的比例为0.05-0.35，硝酸与氧化铝的质量的比例为0.005-0.05，水与氧化铝的质量比为2.2-4.2，聚乙烯醇或者尿素或者羧甲基纤维素与氧化铝的质量比为0.002-0.02，然后将含铝涂覆液涂覆在蜂窝状载体上得到涂覆有氧化铝涂层的蜂窝状载体；
[0017]2)将铈锆复合氧化物颗粒均匀分散在水相中制成铈锆复合氧化物涂覆液，
[0018]3)将步骤2)得到的所述铈锆复合氧化物涂覆液涂覆到1)步骤中所述的蜂窝状载体上。
[0019]在本专利技术的一些优选实施方式中，所述铈锆复合氧化物颗粒的制备方法为：将金属铈盐和锆盐搅拌混合配成溶液，向其中加入碱性溶液沉淀剂，得到铈锆复合氧化物颗粒。
[0020]在本专利技术的一些优选实施方式中，所述含铝涂覆液中各成分比例范围为：
[0021]铝薄水铝石与氧化铝的质量的比例为0.05-0.35
[0022]硝酸与氧化铝的质量的比例为0.005-0.05
[0023]水与氧化铝的质量比为2.2-4.2
[0024]聚乙烯醇或者尿素或者羧甲基纤维素与氧化铝的质量比为0.002-0.02。
[0025]在本专利技术的一些优选实施方式中，制备铈锆非贵金属氧化物所用的铈盐和锆盐选自硝酸盐、醋酸盐、卤化物。
[0026]在本专利技术的一些优选实施方式中，制备铈锆非贵金属氧化物颗粒所使用的搅拌温度在10～90℃之间；制备铈锆非贵金属氧化物颗粒时，加入沉淀剂到至pH值在8.5～11范围以内。
[0027]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述沉淀剂选自碱金属的碳酸盐、碳酸氢盐、氢
氧化物和氨水中的至少一种，更优选选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种。
[0028]在本专利技术的进一步的优选实施方式中，将铈锆非贵金属复合氧化物颗粒均匀分散在水相中制成所述铈锆复合氧化物涂覆液时，所述铈锆复合氧化物涂覆液中铈锆非贵金属复合氧化物占涂覆液的重量百分比为10～35％之间。
[0029]在本专利技术的一些优选实施方式中，将将铈锆非贵金属复合氧化物涂覆液涂覆到涂覆有氧化铝涂层的蜂窝状载体上时干燥的温度为100～125℃，干燥时间为1～25小时，焙烧的温度为300～600℃，焙烧时间为3～10小时。
[0030]为解决上述技术问题之三，本专利技术在第三专利技术还提供了一种使用所述催化剂进行催化燃烧法处理含溴石化有机废气的方法，包括：将含溴石化有机废气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含溴石化有机废气处理催化剂，包括：载体，其为涂覆有氧化铝涂层的蜂窝状载体，活性组分，其为铈锆复合氧化物。2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述蜂窝状载体为堇青石蜂窝型载体、莫来石蜂窝型载体、和氧化铝蜂窝型载体，优选为堇青石蜂窝型载体。3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，载体中涂覆氧化铝的孔道尺寸范围为5-27nm，所述氧化铝涂层的BET比表面积在100-300m2/g。4.根据权利要求1-3中任一项所述的催化剂，其中，蜂窝催化剂上氧化铝涂层厚度范围为15～40μm。5.根据权利要求1-4中任一项所述的催化剂，其中，单位体积所述蜂窝状载体上涂覆的所述铈锆复合氧化物的含量范围为10～100g/L，锆铈的摩尔比例范围为(1～10):1。6.根据权利要求1-5中任一项所述的催化剂，其中，所述铈锆复合氧化物的表达式为Ce1Zr
b
O
c
，其中0.5≤b≤11，3≤c≤24。7.一种根据权利要求1-6中任意一种催化剂的制造方法，包括：1)将拟薄水铝石、氧化铝、聚乙烯醇、硝酸和水搅拌制成含铝涂覆液，然后将含铝涂覆液涂覆在蜂窝状载体上得到涂覆有氧化铝涂层的蜂窝状载体；2)将铈锆复合氧化物颗粒均匀分散在水相中制成铈锆复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋见，缪长喜，卢媛娇，孙清，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：