含有机胺废气催化氧化催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及含有机胺废气催化氧化催化剂及其制备方法和应用，包括（1）在蜂窝基体上涂覆活性氧化铝涂层，制得载体；（2）在ZSM

【技术实现步骤摘要】
含有机胺废气催化氧化催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机废气治理
，具体涉及一种含有机胺废气催化氧化催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]有机胺是化工过程中常用的有机溶剂，在硫化氢吸收制硫磺、材料合成制备等过程中广泛采用，在此过程中产生的废气中的有机胺属于挥发性有机物，对环境和人类具有危害性，需要采取相应处理措施。
[0003]当前环保标准对挥发性有机物的浓度排放要求严格，废气中高浓度的有机胺通常采用冷凝、溶液吸收等回收处理方式，而低浓度有机胺废气回收利用价值较低，通常采用吸附、生物法、热销毁等处理方式。吸附法主要采用活性炭等吸附材料，对废气进行处理，工艺简单、净化效率高，但吸附材料需要频繁再生和周期性换剂，运行成本高。生物法采用微生物对废气进行处理，去除效率高、工艺运行简单，但微生物耐冲击能力低，占地规模大。热销毁法采用燃烧或催化燃烧方式对废气进行处理，有机胺转化效率高，但会生成氮氧化物，需要同步安装脱硝装置，以满足挥发性有机物和氮氧化物指标同时满足排放标准的要求。
[0004]有机胺中含有N，在不稳定状态下可分级产生气态氨。废气中的有机胺可通过选择性催化氧化作用，将有机胺分解，转化为二氧化碳、和氨，可同时实现挥发性有机物的转化和氨的资源化利用，具有重要的环境效益和经济效益。但是，目前开发的催化氧化催化剂虽然有机胺转化效率较高，但会生成氮氧化物，造成二次污染。

技术实现思路

[0005]针对有机胺废气的特点及回收目的，本专利技术提供了一种含有机胺废气催化氧化催化剂及其制备方法和应用。本专利技术制备的催化剂可以选择性将有机胺分解为CO2、H2O和NH3，避免生成氮氧化物，实现净化废气中挥发性有机物的同时回收氨的目的。
[0006]本专利技术提供的含有机胺废气催化氧化催化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）在蜂窝基体上涂覆活性氧化铝涂层，制得载体；（2）在ZSM
‑
5多级孔分子筛上负载活性组分，干燥、焙烧获得复合材料，打浆制得复合浆液；（3）将步骤（1）载体浸渍于步骤（2）复合浆液中，干燥、焙烧后获得催化剂。
[0007]本专利技术中，步骤（1）所述的蜂窝基体为蜂窝陶瓷基体，优选堇青石蜂窝陶瓷基体，目数为250
‑
300目。
[0008]本专利技术中，步骤（1）所述的在蜂窝基体上涂覆活性氧化铝涂层可以采用本领域常规涂覆方式。优选采用如下方法：将pH为1
‑
2的稀硝酸、拟薄水铝石粉、有机粘结剂、去离子水按质量比50:（5
‑
30）:（1
‑
5）:100配置成浆液后球磨10
‑
20h制得涂覆浆液，将蜂窝基体置于涂覆浆液中，浸渍时间为1
‑
3min，在100
‑
120℃干燥4
‑
6小时，在500
‑
600℃下焙烧2
‑
4小时，制得蜂窝基体上涂覆活性氧化铝涂层的载体。所述有机粘结剂为甲基纤维素、羟丙基甲
基纤维素等中的至少一种。
[0009]本专利技术中，步骤（2）所述ZSM
‑
5多级孔分子筛的比表面积>380m2/g，优选为385
‑
500m2/g，孔容为0.45
‑
0.51cm3/g，介孔占80%以上。可以通过本领域常规使用的水热法合成，优选采用H型ZSM
‑
5多级孔分子筛，能够增加催化剂表面酸性提高有机胺的吸附，促进催化材料表面的传质和反应过程的进行。
[0010]本专利技术中，步骤（2）所述的在ZSM
‑
5多级孔分子筛上负载活性组分，具体制备过程可以为：将ZSM
‑
5多级孔分子筛浸渍于活性组分前驱体溶液中，浸渍完后在100
‑
120℃下干燥4
‑
6小时，500
‑
550℃焙烧2
‑
4小时，获得ZSM
‑
5多级孔分子筛负载活性组分的复合材料。
[0011]本专利技术中，步骤（2）所述的活性组分为Ce和Cu，活性组分前驱体溶液是Ce和Cu的可溶性盐，如硝酸盐、氯化盐等。活性组分前驱体溶液中，Ce的摩尔浓度为0.6
‑
1.2mol/L，Ce和Cu的摩尔比为1:（0.2
‑
0.65）。
[0012]本专利技术中，步骤（2）所述的打浆是将复合材料通过打浆设备制成复合浆液，其中复合材料与有机粘结剂、去离子水按质量比（10
‑
30）:（1
‑
5）:100配置成浆液后球磨5
‑
15h制得。所述有机粘结剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等中的至少一种。进一步的，复合浆液中加入一定量的介孔SBA
‑
15分子筛，用量为复合材料质量的5%
‑
10%，有助于有机胺选择性转化成CO2、H2O和NH3。
[0013]本专利技术中，将步骤（1）载体浸渍于步骤（2）复合浆液中，浸渍时间为1
‑
5min。
[0014]本专利技术中，步骤（3）在100
‑
120℃干燥4
‑
6小时，在500
‑
600℃下焙烧2
‑
4h，获得催化剂。
[0015]本专利技术所述的催化剂是采用上述本专利技术方法制备的。以蜂窝载体质量计，氧化铝的含量为1%
‑
5%，ZSM
‑
5多级孔分子筛的含量为5%
‑
8%，活性组分以金属氧化物计，氧化铈含量为0.19%
‑
0.59%，氧化铜含量为0.05%
‑
0.06%。
[0016]本专利技术所述催化剂中，进一步的还包括介孔SBA
‑
15分子筛，以蜂窝载体质量计，含量为0.3%
‑
0.55%。
[0017]本专利技术所述催化剂的应用，用作有机胺废气催化氧化催化剂，有机胺废气中，有机胺浓度不超过6000mg/m3，能够将有机胺选择性转化为CO2、H2O和NH3。
[0018]本专利技术中，催化剂催化氧化的条件为：反应温度210
‑
280℃，反应体积空速为5000
‑
30000h
‑1。
[0019]本专利技术中，其中有机胺主要是乙醇胺、乙二胺等中的至少一种。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术提供的催化氧化催化剂可将有机胺中的C
‑
N键选择性断裂使其分解，同时将有机相氧化，而NH3不参与进一步的氧化反应，选择性的将有机胺转化成氨、二氧化碳和水，实现废气中有机胺污染物的高效转化和氨的资源化回收。
[0021]（2）本专利技术以ZSM
‑
5多级孔分子筛作为活性组分的担载体，与常规微孔ZSM
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有机胺废气催化氧化催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在蜂窝基体上涂覆活性氧化铝涂层，制得载体；（2）在ZSM
‑
5多级孔分子筛上负载活性组分，干燥、焙烧获得复合材料，打浆制得复合浆液；（3）将步骤（1）载体浸渍于步骤（2）复合浆液中，干燥、焙烧后获得催化剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的蜂窝基体为蜂窝陶瓷基体，优选堇青石蜂窝陶瓷基体，目数为250
‑
300目。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的在蜂窝基体上涂覆活性氧化铝涂层采用如下方法：将pH为1
‑
2的稀硝酸、拟薄水铝石粉、有机粘结剂、去离子水按质量比50:（5
‑
30）:（1
‑
5）:100配置成浆液后球磨10
‑
20h制得涂覆浆液，将蜂窝基体置于涂覆浆液中，浸渍时间为1
‑
3min，在100
‑
120℃干燥4
‑
6小时，在500
‑
600℃下焙烧2
‑
4小时，制得涂覆活性氧化铝涂层的载体。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述ZSM
‑
5多级孔分子筛的比表面积>380m2/g，优选为385
‑
500m2/g，孔容为0.45
‑
0.51cm3/g，介孔占80%以上。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述ZSM
‑
5多级孔分子筛采用H型ZSM
‑
5多级孔分子筛。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的在ZSM
‑
5多级孔分子筛上负载活性组分，具体制备过程可以为：将ZSM
‑
5多级孔分子筛浸渍于活性组分前驱体溶液中，浸渍完后在100
‑
120℃下干燥4
‑
6小时，500
‑
550℃焙烧2
‑
4小时，获得ZSM
‑
5多级孔分子筛负载活性组分的复合材料。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪鹏，王学海，王宽岭，刘淑鹤，赵磊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：