用于流动反应器的催化剂系统和用于氨的催化氧化的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于流动反应器的催化剂系统，该催化剂系统的特征在于形成该催化剂系统的催化剂网的使用的含贵金属合金的顺序。通过将钯合金用于第二催化剂网组和第三催化剂网组，该催化剂系统的铂含量总体上能够保持相对低。此外，本发明专利技术涉及一种用于氨的催化燃烧的方法，其中将至少含有氨的新鲜气体引导通过该催化剂系统。该催化剂系统。该催化剂系统。

【技术实现步骤摘要】
用于流动反应器的催化剂系统和用于氨的催化氧化的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于流动反应器的催化剂系统，该催化剂系统的特征在于形成该催化剂系统的催化剂网的使用的含贵金属合金的顺序。此外，本专利技术涉及一种用于氨的催化燃烧的方法，其中将至少含有氨的新鲜气体引导通过该催化剂系统。
[0002]在本专利技术的意义上的催化剂系统特别是用于气体反应。它们例如用于通过安德卢梭法制备氢氰酸或用于通过奥斯特瓦尔德法制备硝酸。为了为这些反应提供大催化活性表面，这种催化剂通常包括透气空间结构。用于回收蒸发的催化活性组分的收集系统也常常基于这种网格结构。通常，多个网有利地一个接一个布置并组合以形成催化剂系统。催化剂网通常由单层或多层编织织物、交织织物或织造织物组成。单独的网由主要含有铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)或这些金属的合金的细贵金属线组成。特别地，捕获网还可包括其它成分，例如镍。
[0003]根据设计，在流动反应器中使用具有直径至多6米的2至50个催化剂网的系统。贵金属的使用代表高投入资金并保持尽可能少。另一方面，作为反应物的持续高转化率以及良好的产率的重要参数和量度的“催化效率”取决于贵金属含量。由于提高的贵金属价格和所带来的在催化剂系统方面的投资占压，因此目标是最小化催化剂系统的贵金属含量而同时保持效率。
[0004]在操作期间，催化剂网因氧化和升华而不断损失贵金属，并且因此必须以一定费用不时更换(耐久性、使用寿命)贵金属。已经被确定为用于中压系统中的贵金属催化剂的工业标准的PtRh5合金已经被证明是关于使用寿命、催化效率和贵金属使用的合适折衷。
[0005]EP 3680015 A1公开了一种催化剂系统，该催化剂系统由至少两个网层构成，其中优选地使用二元PtRh合金，该二元PtRh合金的铑含量在流动方向上降低。由于铂合金的使用，催化剂系统的铂含量总体上是高的。
[0006]为了减少贵金属使用而同时保持催化效率，EP 1284927 A1提出了一种催化剂系统，该催化剂系统由至少两个网层组成，其中从流动方向看，第一网由铂铑合金形成，并且第二网由钯铑合金形成。
[0007]CN 101554585 A描述了一种催化剂系统，该催化剂系统包括由具有不同组成的合金制成的至少三个网层。中间网层的铂合金含有50重量％至73重量％的高铂含量。
[0008]本专利技术的目的是提供一种用于流动反应器的催化剂系统，其中可以最大效率使用采用的贵金属。
[0009]此外，本专利技术的目的是提供一种用于使用这种催化剂系统的方法。
[0010]该目的通过一种用于流动反应器的催化剂系统实现，该催化剂系统包括在流动方向上一个接一个布置的至少三个催化剂网组，在每种情况下，每个催化剂网组由至少一个催化剂网形成，该至少一个催化剂网由至少一根贵金属线构成，并且
[0011]‑
该第一催化剂网组包括至少一个催化剂网，该至少一个催化剂网由用铂合金制成的至少一根第一贵金属线构成，该铂合金除杂质外还由80重量％至98重量％铂、2重量％至20重量％铑和0至20重量％钯组成，
[0012]‑
该第二催化剂网组包括至少一个催化剂网，该至少一个催化剂网由用钯合金制
成的至少一根第二贵金属线构成，该第二贵金属线的该钯合金除杂质外还由70重量％至97重量％钯、0重量％至10重量％铑和3重量％至30重量％至少一种另外的金属组成，该至少一种另外的金属选自镍、钨、铂和金，并且
[0013]‑
该第三催化剂网组包括至少一个催化剂网，该至少一个催化剂网由用钯合金制成的至少一根第三贵金属线构成，该第三贵金属线的该钯合金除杂质外还由72重量％至97重量％钯、0重量％至10重量％铑和3重量％至28重量％至少一种另外的金属组成，该至少一种另外的金属选自镍、钨、铂和金，
[0014]该方法的特征在于，该催化剂网组的该贵金属线的铑含量在该流动方向上减少或保持恒定，并且该催化剂网组的该贵金属线的钯含量在该流动方向上增加。
[0015]通过将钯合金用于该第二催化剂网组和该第三催化剂网组，该催化剂系统的铂含量总体上能够保持相对低。在本专利技术的范围内，已经令人惊讶地发现，具有不同组成的催化剂网在流动方向上看定位在催化剂系统的后部区域中对系统的效率具有显著影响。
[0016]本专利技术涉及一种用于流动反应器的催化剂系统。在流动反应器中，以透气织物的形式的催化剂通常掺入在垂直于新鲜气体的流动方向的平面内的反应区中。这种透气织物通常以催化剂网的形式采用。催化剂系统应当被理解为意指这样的催化剂网的组合件。
[0017]根据本专利技术的催化剂系统包括在流动方向上一个接一个布置的至少三个催化剂网组。在每种情况下，每个催化剂网组由至少一个催化剂网形成，该至少一个催化剂网由至少一根贵金属线构成。催化剂网组被理解为意指至少一个催化剂网的组合件，其中贵金属线的组成没有不同。典型地，催化剂网组包括多于一个催化剂网。因此，根据本专利技术的催化剂系统包括由具有三种不同组成的贵金属线构成的至少三个催化剂网。
[0018]在流动方向上，反应气体首先通过第一催化剂网组，然后通过第二催化剂网组，并且最后通过第三催化剂网组。
[0019]催化剂网应当被理解为意指单层或多层透气织物。可通过将一个或多根贵金属线互锁以形成网状物来实现催化剂网的表面形成。可例如通过机织、交织或编织一根贵金属线或多根贵金属线来生产催化剂网。因此，可通过使用不同的机织、交织或编织图案和/或不同的网状物尺寸以目标方式设置催化剂网的结构。
[0020]第一催化剂网组的一个催化剂网或多个催化剂网、第二催化剂网组的一个催化剂网或多个催化剂网和第三催化剂网组的一个催化剂网或多个催化剂网可彼此独立地进行交织、织造和/或编织。因此，交织、织造和编织的催化剂网可根据需要彼此组合。例如，可交织第一催化剂网组的一个催化剂网或多个催化剂网，并且可编织第二催化剂网组和第三催化剂网组的一个或多个催化剂网。同样，可编织第一催化剂网组的一个催化剂网或多个催化剂网，编织第二催化剂网组的一个催化剂网或多个催化剂网，并且织造第三催化剂网组的一个或多个催化剂网。
[0021]第一催化剂网组的一个催化剂网或多个催化剂网包括第一机织、交织或编织图案和第一网状物尺寸。第二催化剂网组的一个催化剂网或多个催化剂网包括第二机织、交织或编织图案和第二网状物尺寸，并且第三催化剂网组的一个催化剂网或多个催化剂网包括第三机织、交织或编织图案和第三网状物尺寸。
[0022]已经证明有利的是，第一机织、交织或编织图案、第二机织、交织或编织图案和第三机织、交织或编织图案中的至少两者相同；特别地有利地，第一机织、交织或编织图案、第
二机织、交织或编织图案和第三机织、交织或编织图案都相同。
[0023]此外，可能有利的是，第一网状物尺寸、第二网状物尺寸和第三网状物尺寸中的至少两者相同；特别地有利地，第一网状物尺寸、第二网状物尺寸和第三网状物尺寸都相同。
[0024]催化剂网的每单位面积的质量不受进一步限制。催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于流动反应器的催化剂系统，所述催化剂系统包括在流动方向上一个接一个布置的至少三个催化剂网组，在每种情况下，每个催化剂网组由至少一个催化剂网形成，所述至少一个催化剂网由至少一根贵金属线构成，并且
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所述第一催化剂网组包括至少一个催化剂网，所述至少一个催化剂网由用铂合金制成的至少一根第一贵金属线构成，所述铂合金除杂质外还由80重量％至98重量％铂、2重量％至20重量％铑和0重量％至20重量％钯组成，
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所述第二催化剂网组包括至少一个催化剂网，所述至少一个催化剂网由用钯合金制成的至少一根第二贵金属线构成，所述第二贵金属线的所述钯合金除杂质外还由70重量％至97重量％钯、0重量％至10重量％铑和3重量％至30重量％至少一种另外的金属组成，所述至少一种另外的金属选自镍、钨、铂和金，并且
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所述第三催化剂网组包括至少一个催化剂网，所述至少一个催化剂网由用钯合金制成的至少一根第三贵金属线构成，所述第三贵金属线的所述钯合金除杂质外还由72重量％至97重量％钯、0重量％至10重量％铑和3重量％至28重量％至少一种另外的金属组成，所述至少一种另外的金属选自镍、钨、铂和金，其特征在于，
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所述催化剂网组的所述贵金属线的铑含量在所述流动方向上降低或保持恒定，并且
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所述催化剂网组的所述贵金属线的钯含量在所述流动方向上提高。2.根据权利要求1所述的催化剂系统，其中所述催化剂网彼此独立地织造、交织或编织。3.根据权利要求1或2所述的催化剂系统，其中所述催化剂网中的至少一个催化剂网包括三维结构。4.根据权利要求3所述的催化剂系统，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：贺利氏德国有限两合公司，
类型：发明
国别省市：