氧化一氧化碳和揮發性有機化合物的含銅和錳的普通金屬催化劑制造技術

氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸氣和所述CO及VOC的氣體接觸含有至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑的催化劑組合物，所述至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑負載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上，其中所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一種或多種。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】專利
本專利技術涉及處理工業和商業過程排放物的方法和催化劑組合物。專利技術背景催化氧化廣泛用于控制工業過程的一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)排放物。由于催化活性高、熱穩定性好和對化學中毒耐受良好，大多數催化劑負載貴金屬。對于需要大容量催化劑的應用，使用貴金屬氧化催化劑需要大量的貴金屬資金投入。例如，純化對苯二甲酸(PTA)過程中催化氧化尾氣的典型單元需要300立方英尺(ft3)的貴金屬催化劑，加載量為50g/ft3鉑(Pt)和30g/ft3鈀(Pd)，這需要約482oz.的Pt和289oz.的Pd。因此，極其需要開發活性和耐久性至少與貴金屬催化劑相當的替代催化劑。專利技術概述按照本專利技術的一個實施方式，氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸氣和所述CO及VOC的氣體與含有至少一種普通金屬促進劑(promoter)和至少一種普通金屬催化劑的催化劑組合物接觸，所述至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑負載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上。所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一種或多種。按照本專利技術的另一實施方式，氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸氣和所述CO及VOC的氣體與基本上由至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑組成的催化劑組合物接觸的步驟，所述至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑負載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上。所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一種或多種。按照本專利技術的另一實施方式，氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的催化劑組合物包含至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑，所述至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑負載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上。按照本專利技術的另一實施方式，氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的催化劑組合物基本上由至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑組成，所述至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑負載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上。附圖簡述結合附圖閱讀以下詳述可理解本專利技術。包括以下附圖：圖1a顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本專利技術的一實施方式的銅基催化劑在模擬PTA產生過程尾氣的出口溫度和條件下的甲基溴轉化百分數；圖1b顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本專利技術的一實施方式的銅基催化劑在模擬PTA產生過程尾氣的出口溫度和條件下的苯轉化百分數；圖2a顯示了本專利技術不同實施方式的支持材料在模擬PTA產生過程尾氣的溫度和條件下的甲基溴轉化百分數；圖2b顯示了本專利技術不同實施方式的支持材料在模擬PTA產生過程尾氣的溫度和條件下的苯轉化百分數；圖2c顯示了本專利技術不同實施方式的支持材料在模擬PTA產生過程尾氣的溫度和條件下的一氧化碳轉化百分數；圖3顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本專利技術的一實施方式的銅基催化劑在不同溫度下的甲醇轉化百分數；圖4顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本專利技術的一實施方式的銅基催化劑在不同溫度和條件下的甲基乙基酮轉化百分數；圖5顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本專利技術的一實施方式的銅基催化劑的丁烷轉化百分數；圖6顯示了與鉑族金屬基催化劑相比，本專利技術的一實施方式的銅基催化劑的丁烯轉化百分數；圖7a顯示了催化劑組合物的各實施方式的甲基溴轉化百分數，作為普通金屬催化劑，所述催化組合物各自包含銅、鐵、鈷和鎳；和圖7b顯示了催化劑組合物的各實施方式的苯轉化百分數，作為普通金屬催化劑，所述組合物各自包含銅、鐵、鈷和鎳。專利技術詳述本專利技術的各方面包括用于氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的氧化方法和催化劑組合物。按照一個實施方式，氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸氣和所述CO及VOC的氣體與包含至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑的催化劑組合物接觸，所述至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化劑負載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上，其中所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一種或多種。按照另一實施方式，氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸氣、CO和VOC的氣體與基本上由至少一種普通金屬催化劑組成的催化劑組合物接觸，所述催化劑負載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上，其中所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一種或多種。催化氧化廣泛用于控制工業和商業過程的VOC和CO排放物。氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的方法利用催化劑與含有至少水蒸氣、CO和VOC的氣體接觸。所述氣體可包含VOC，例如飽和和不飽和的烴、芳族烴、它們的多鹵化衍生物，例如鹵代烴、二氧芑和含有一個或多個硫、氧、氮、磷或溴原子的烴。所述氣體可以自工業或商業過程排出。按照一個實施方式，所述氣體可以是制備純化的對苯二甲酸(PTA)的過程的尾氣。在制備PTA的商業過程中，可利用乙酸作為溶劑，通過氧氧化對-二甲苯制備對苯二甲酸。該過程可利用溴促進劑，在有催化劑，例如銅-錳存在下進行。可在水溶液中氫化來純化產物，然后使之冷卻。純化的對苯二甲酸(PTA)過程中的尾氣可包含氧、氮、氮氧化物、甲基溴、苯、甲烷、一氧化碳、乙酸甲酯和水。具體地說，典型的PTA過程可包括每百萬份中30份(ppm)的甲基溴、10ppm苯、100ppm甲烷、1000ppm一氧化碳、500ppm乙酸甲酯、1.5mol％水、4mol％氧和余量的氮。除了上述成分，本專利技術一實施方式的催化劑還可氧化和轉化其它揮發性有機化合物，例如甲基乙基酮、甲醇、丁烷或丁烯。PTA過程可具有約2mol％的蒸汽/水。催化劑和支持材料必須穩定并能在含水份的環境中有效起作用。某些催化劑和支持材料，例如沸石已知能在水熱條件下降解，特別是在一段時間后。然而，本專利技術的催化劑組合物能耐受含水蒸氣的氣體并在其中有效起作用，例本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2009.04.21 US 12/427,3751.一種氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的方法，包括以下步
驟：
使含有水蒸氣和所述CO及VOC的氣體接觸含有至少一種普通金屬促進劑
和至少一種普通金屬催化劑的催化劑組合物，所述至少一種普通金屬促進劑和
至少一種普通金屬催化劑負載于包含氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰和
二氧化鈦中一種或多種的氧化物支持材料上，其中所述VOC包括乙酸甲酯、
甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一種或多種。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣體中所述水蒸氣的存在
量是1.5摩爾％到5摩爾％。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述接觸在低于325℃的溫度
下進行。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述接觸在低于300℃的溫度
下進行。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述接觸在低于250℃的溫度
下進行。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣體是制備純化的對苯二
甲酸過程的尾氣。
7.一種氧化一氧化碳(CO)和揮發性有機化合物(VOC)的催化劑組合物，所
述組合物包含至少一種普通金屬促進劑和至少一種普通金屬催化...

【專利技術屬性】
技術研發人員：HY·陳，A·J·雷寧，P·J·安德森，R·艾羅，
申請(專利權)人：約翰遜馬西有限公司，
類型：發明
國別省市：