Способ приготовления катализатора для очистки газов

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Институт органического катализа И электрохимии им. Д.В.Сокольского НАН РК(56) Патент США Мг 4028275, кл. В 0 1.1 37/02,1981.(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ(57) Изобретение относится к способам приготовления катализаторов на носителе методом пропитки, которые могут быть использованы для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания И отходящихпромышленных газов. Предлагаемое изобретение обеспечивает получение катализатора с повышенной активностью, термостабильностью И удешевление его за счет снижения содержания благородного металла.Способ предусматривает приготовлание катализатора путем пропитки носителя по влагоемкости палладийсодержащим раствором с последующей сушкой, причем палладийсодержаший раствор готовят жидкофазным восстановлением бис-тЬ-аллилпалладийхдорида гидразин - гидратом при комнатной температуре И мольном отношении гидразин-гидрата к палладиюИзобретение относится к способам приготовления катализаторов на носителе методом пропитки, которые могут быть использованы для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и отходящих промышленных газов.Известен способ приготовления катализатора для очистки газов путем одновременной пропитки носителя по влагоемкости раствором каталитически активного компонента И восстановителя с последующим нагреванием при 1 10-130 С (авторское свидетельство СССР М 497046, кл.В 0111/82, 1975). В качестве низкотемпературного восстановителя, выполняющего одновременно роль сольватирующего агента, применен этанол или водно-этальновый раствор, в качестве активного компонента - комплексная соль палладия На 2 РС 1 С 14. Носителем служил А 12 О 3.Недостатком известного способа является сравнительно невысокая активность катализатора при очистке газов от оксида углерода. При 200-250 С степень превращения 1 СО при объемной скорости 3 600 ч составляет 67-90 при достаточно высоком содержании палладия в катализаторе 0,5 Р/А 12 О 3.Известен способ приготовления катализатора для очистки газов путем последовательной пропитки носителя по влагоемкости органическим растворителем И раствором металлас последующей сушкой, прокаливанием за воздухе или в восстановительной среде (Патент ФРГ 119253 1 770,клВ 0 1137/02, 1978). В качестве носителя используется, напримерД-оксид алюминия, в качестве каталитически активного компонента, например, водный раствор дихлорида палладия.Недостатком известного способа является невысокая эффективность катализатора при очистке газа от оксида углерода. При 200-250 С степень превращения 1 СО при объемной скорости 36000 чсоставляет 7-46.Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ приготовления катализаторадля очистки выхлопных газов путем приготовления пропитывающей жидкости, содержащей ион металла Рг-группы И органическое соединение с последующейводорода при 200 С в течение 30 минут И прокаливанием при 700 С в течение 3 часов (Патент США М 4028275,кл.В 0 1 1 37/02, 1981). В качестве активного Металла, Используют, например, водные растворы РоС 12 или Н 2 РгС 1 дбН 2 О в качестве органического соединения вещества Из группы азо- или фосфорных соединений. Катализатор применяется для очистки выхлопных газов двигателей (1 600 см 3 ), работающих на газолине, содержащем свинец.Недостатком Известного способа является недостаточно высокая активность полученного катализатора при очистке газов от оксида углерода И углеводородов. При 850 С в течение 100 часов степень превращения СО при объемной скорости 24000 ч для каталитического конвертора, содержащего 0,5 вес. Рс 1 , составляет 81 И каталитического конв ертора, содержащего палладий И азокарбонамид (молекулярное соотношение 2 1) составляет 93. Степень превращения углеводородов при тех же условиях составляет 3 8 И 78 для каталитических конвертеров, содержащих Рс 1 И Рс 1 -органическое соединение соответственно. Предлагаемое изобретение обеспечивает получение катализатора с повышенной активностью при очистке газов от оксида углерода И углеводородов, термостабильностью И удешевление его за счет снижения содержания благородного металла.Это достигается способом получения катализатора для очистки газов путем пропитки носителя по влагоемкости палладийсодержащим раствором, полученным при жидкофазном восстановлении бИстсаллилпалладийхлорида гидразин-гидратом, при комнатной температуре И мольном отношении гидразин-гидрата к палладию (1,5-3, 1) 1 с последующей сушкой И прокаливанием на воздухе.Предлагаемый способ приготовления катализатора для очистки газов реализуют следующим образом.Для получения палладийсодержащего раствора навеску бис- тс-аллилпалладийхлорида заливают водноэтанольнь 1 м раствором И перемешивают в течение 5-10 мИтут. Затем добавляют 0,3 М спИртовь 1 й раствор гидразин-гидрата. Восстановление ведутв течение 30 минут.Металлический блок из нержавеющей жаропрочной сталИХ 1 5 Ю 5 равномерно покрытыйу -А 12 О 3 или гранулы у -А 12 О 3 с дисперсностью 1,-1,5 мм пропитывают полученным палладиисодержащим раствором до полного поглощения. Полученный катализатор сушат И прокаливают навоздухе при 700 С.Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерамиПример 1. В стакан емкостью 100 мл наливают 50 мл 50 раствора этанола, добавляют 0,00215 г, бис-т -аллилпалладийхлорида (0,00125 г Рс 1) и перемешивают 5-10 мин на магнитной мешалке. К полученной суспензии добавляют 0,078 мл 0,3 М спиртового раствора гидразИн-гидрата (мольное соотношение гидразин-гидрата к палладию 2 1) И проводят реакцию жидкофазного восстановления. Через 30 минут в палладийсодержащий раствор добавляют 2,5 г гранулИрованнойу-окиси алюминия. Перемешивание продолжают в течение час а,пропитывают на водяной бане И сушат на воздухе.Получают 0,5 Ро/А 12 О 3 -катализатор, который Испытываютв процессе окисления 1 СО И 0,5 пропанбутановой смеси при объемной скорости 75000 ч 1 .Результаты испытаний представлены в табл. 1, в которой для сравнения приведены данные испытаний изв естного катализатора. Степень превращения СО предлагаемого катализатора при температурах 150-200 С составляет 62-100, а углеводородов - 45-99 при температурах 250-500 С. Известный катализатор только при максимальных температурах (8 5 0 С) дает степень конверсии СО 93, ауглеводородов-78.Пример 2. Аналогично примеру 1 был получен т 0,5 Рс 1/А 12 О 3. Полученный катализатор прокаливают на воздухе при температуре 700 С в течение 4-х часов и Испытываютв процессе окисления 1 СО И 0,5 пропанбутановой смеси при объемной скорости 75000 ч 1 Результаты испытаний представлены в таблице 1.Пример 3. В стакан емкостью 100 мл наливают 50 мл 50-ного этанола, добавляют 0,0010 г бис-тс-аллилпалладийхлорида И перемешивают 5 - 10 мин на магнитной мешалке. К полученной суспензии добавляют 0,037 мл 0,3 М спиртового раствора гидразина (мольное отношение гидразин-гидрата к палладию 2 1) И проводят реакцию жидкофазного восстановления. Через 30 мин в палладийсодержащий раствор опускают металлический блок, равномерно покрь 1 тИй 2,5 г у окиси алюминия (5 200 м 2/г).Пропитку ведут до полного поглощения палладия из раствора. Получают 0,024 Рс 1/А 12 О 3 катализатор. Затем его сушат, прокаливают на воздухе при 700 С в течение 4 часов и испытывают в процессе окисления 1 СО и 0,5 пропан-бутановой смеси при объемной скорости 75 000 час . Результаты испытаний представлены в табл. 1 .Пример 4. В стакан емкостью 100 мл наливают 50 мл 50-ного этанола, добавляют 0,0010 г бис-тс-аллилпалладийхлорида (0,0006 г Ре) И перемешивают 5-10 мин на магнитной мешалке. К полученной суспензии добавляют 0,028 мл 0,3 М спиртового раствора гидразингидрата (мольное отношение гидразин-гидрата к палладию 1,5 1). Далее аналогично примеру 3 получают 0,024 Ро/А 12 О 3-катализатор, который Испытывают в процессе окисления 1 СО И 0,5 пропан -бутановой смеси. Результаты испытаний представлены в табл. 1.Пример 5. В стакан емкостью 100 мл наливают 50 мл 50 этанола, добавляют 0,0010 г бис-таллилпалладийхлорида (0,0006 г Ро) И перемешивают 5 10 мин. К полученной суспензии добавляют 0,056 мл 0,3 М спиртового раствора гидразин-гидрата (мольное соотношение гидразин-гидрата к палладию 3 1 ). Далее аналогично примеру 3 получают 0,024 Ро/А 12 О 3 катализатор, которыи испытывают в процессе окисления 1 СО И 0,5 пропан-бутановой смеси. Результаты испытаний представлены в табл. 1Пример 6. В стакан емкостью 100 мл наливают 50 мл 50-ного этанола, добавляют О,00064 г бис-тс-аллилпалладийхлорида (0,0003 8 г Ре) И перемешивают 5-10 мин на магнитной мешалке. К полученной суспензии добавляют 0,023 мл 0,30 М спиртового растворагидразин-гидрата (мольное соотношение гидразин-гидрата кпалладию 2 1).Далее аналогично примеру 3 получают 0,015 Р 1/А 12 О 3-катализатор, который испытывают в процессе окисления 1 СО и 0,5 пропан-бутановой смеси сначала при объемной скорости 7500 ч , азатем при 15000 ч . После этого катализатор вновь прокаливают на воздухе при 750 С 4 Часа и испытывают в тех же условиях. Результаты испытаний представлены в табл. 1 Дополнительная термообработка не изменяет активности предлагаемого катализатора, наоборот температура, при которой катализатор начинает работать снижается до 170 С. Увеличение объемной скорости в 2 раза незначительно изменяет активность катализатора и она остается выше, чем у известного катализатора. Наиболее высокая степень конверсии СО и углеводородов достигается при использовании соотношения восстановитель палладий 2 1 и составляет на блочном носителе 9- 100 при температурах 15 0-200 С. Таким образом, при приготовлении катализатора для очистки выхлопных газов ДВС и отходящих промь 1 щленных вредных газов от СО и углеводородов использу 1364ется СПОСОб ПрОПИТКИ НОСИТСЛЯ ПО влагоемкости палладийсодержащими растворами, ПОЛУЧСННЫМИ ЖИДКОфЭЗНЫМ ВОССТЗНОВЛСНИСМ бис-тс-аллилпалладийхлорида, ЧТО обеспечивает получение катализатора С ПОВЫШЕННОЙ ЗКТИВНОСТЬЮ, термостабильностью И ПОЗВОЛЯСТ СНИЗИТЬ ИХ СТОИМОСТЬ за счет УМСНЬШСНИЯ содержания благородного металла.Способ приготовления катализатора для очистки газов,включающий подготовку пропитывающего палладийсодержащего раствора, пропитку оксидноалюминиевого носителя по влагоемкости палладийсодержащим раствором, сушку и прокаливаниертличающийся тем,что палладийсодержащий раствор готовят жидкофазнь 1 м восстановлением бис- атсллилпалладийхлорида гидразин-гидратом при комнатной температуре и мольном отношении гидразин-гидрата к палладию, равном 1, 5 3,0 1, а прокаливают катализатор на воздухе.з вы к ещ мщдънщощц вещам чтащщ.шыо ф щам вы. бы вы шт ь ш.щ в а шт д, швы а т и вщощщьош а мы Ц, од имам о хжжщ т. швы а шт щ за ш . щам. шш вен . так шаынщв ишаке ш тон з, . бы зам. в вы щш а т. щэщшчщ тыча ж. мы ты зава в мы . ьшшш атм и о мдс щоышшщчшшшщ чшщшшщштд авт ж мы аощ м шиш отит. вы ш т ж а. вы. м . . с . днм . с шщд нешто тещ щшътштщотщ ы ое.щц.ившщшщ 2 шь нм лвшащтавшзщ ш отыщите цпевшщдщцштшыы дамы цитатные штатнымиотзнавшие щщэщшвш ц шшыещвоош ат финтам . т, мОтветственный за выпуск Э.З. Фаизова