Способ приготовления катализатора для очистки газов

(51) 01 37/02 (2009.01) 01 21/04 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к способам приготовления катализаторов на блочном носителе методом пропитки. Полученные катализаторы могут быть использованы для очистки отходящих газов. Способ приготовления катализатора для очистки отходящих газов включает пропитку блочного носителя водным раствором, содержащим, мас.платинохлористоводородная кислота - 0,550,68 азотнокислый алюминий -17,1023,89 карбамид 0,270,41 вода-остальное, и последующую сушку и прокаливание. Полученный катализатор обладает повышенной активностью в процессе окисления СО и углеводородов С 3-С 4.(72) Ахмеджанов Алиби Хакимович Гильмундинов Шамиль Абзалович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Инвестиционная компания Гидромаш-Орион(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ 18690 Изобретение относится к способам приготовления катализатора на блочном носителе методом пропитки и может быть использован для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и отходящих промышленных газов. Известен способ приготовления катализатора для очистки газов путем последовательной пропитки носителя по влагоемкости органическим растворителем и раствором каталитически активного металла с последующей сушкой,прокаливанием на воздухе или в восстановительной среде Патент ФРГ 2531770, кл. В 01 37/02,1981. В качестве носителя используют, например,оксид алюминия,в качестве раствора каталитического компонента используют, например,водный раствор палладия. Недостатком известного способа является не высокая активность при очистке газов от оксида углерода. При 200-250 С степень превращения 1 СО при объемной скорости 35000 час-1 составляет 7-45. Известен способ приготовления катализатора для превращения выхлопных газов в безвреднее, в частности,приготовления пропитывающей жидкости, содержащей металла-группы в количестве 0,1-60 г/л или ион металла-группы и органическое соединение, путем пропитки носителя(жаропрочная керамика, А 2 О 3 и т.д.), с последующей сушкой при 130-150 С,восстановлением в токе водорода при 200 С в течение 30 минут и прокаливанием при 700 С в течение 3 часов. Патент США 4/028275, кл. В 01 37/02, 1980. В качестве активного металла используют, например водные растворы 2 или 2662, в качестве органического соединения- органическое вещество из группы азосоединений,фосфорных соединений. Катализатор применяется для очистки выхлопных газов двигателей(1600 см 3),работающих на газолине содержащих свинец. Недостатком известного способа является недостаточно высокая активность при очистке газов от оксида углерода и углеводородов. При 850 С в течение 100 часов степень превращения СО при объемной скорости 24000 час-1 для каталитического конвертора, содержащего 0,5 мас , составляет 81 и каталитического конвертора, содержащегои азокарбона (молярное отношение 21) составляет 93. Степень превращения углеводородов при тех же условиях составляет 38 и 78 для каталитических конвертеров, содержащихии органическое соединение, соответственно. Известен способ приготовления катализатора с определенной дисперсностью 0,05-3 активного металлаи (или) , и (или) , и (или)на носителе - активная А 2 О 3 или алюмосиликат,применяемых для каталитического дожигания вредных веществ. В частности для очистки 2 промышленных газов (ДВС), путем обработки катализатора инертными газами при 400-800 С в течение 1-3 часа. Получают кристаллиты размером 200-100 А Патент ГДР 161179, кл 01 37/02,1982. Например, восстановленный водородом при 450 С катализатор, содержащий 2,3 на А 2 О 3 обрабатывают током аргона при 700 С в течение 8 часов, в результате образуются кристаллиты размером 75 А. Такая обработка катализатора увеличивает размер кристаллитов с 65 до 75 А и понижает температуру зажигания СО с 213 до 206 С. Недостатком известного способа является значительный расход активного металла (0,11-4,8 мас. ). Известен способ приготовления катализатора для очистки газов путем пропитки носителя оксида алюминия раствором,содержащим каталитически активные агенты, в частности платину и ванадий, с последующей сушкой. Заявка Японии 57-87837, кл 01 21/04 В 01 Д 53/36,1982. Недостатком известного способа является низкая степень превращения СО на полученном катализаторе. Степень превращения 1 СО и 0,5 ной пропан-бутановой смеси в процессе окисления СО и углеводородов при скорости потока газа 75000 час-1 при использовании- /23 катализатора(мас.-0,05 -0,0025) для СО при температуре 200 С составляет 79, для пропан-бутановой смеси при температуре 350 С -38. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ приготовления катализатора для очистки отходящих газов, включающий пропитку блочного носителя с вторичным активным слоем оксида алюминия водно-спиртовым раствором платинохлористоводородной кислоты в присутствии добавки, с последующей сушкой при комнатной температуре в течение суток и термообработкой при 600 С в течение 3 часов, при этом в качестве добавки используют ацетат кобальта при массовым соотношении платины и кобальта, равном 1(19130). Патент РК 5230 кл 01 37/02, 01 23/89, бюл.4, 15.10.1997. Недостатком известного способа является недостаточно высокая активность полученного катализатора при его использовании в процессе окисления СО и углеводородов. К недостаткам известного способа можно отнести и сложность приготовления катализатора из-за его двухстадийности. В известном способе перед нанесением активной фазы на блочный носитель сотовой структуры необходимо нанести вторичный носитель. Для этого активный оксид алюминия размалывают до высокодисперсного состояния в шаровой мельнице,затем готовят однородную суспензию из оксида 18690 алюминия, после чего наносят е в качестве вторичного носителя на блочный носитель. Степень превращения 1 -ной СО и 0,5-ной пропан-бутановой смеси в процессе окисления СО и углеводородов при скорости потока газа 75000 час-1 при использовании катализатора, полученного известным способом, для СО при температуре 150 С составляет 48, для пропан-бутановой смеси при температуре 300 С составляет 30. Технической задачей настоящего изобретения является получение катализатора с повышенной активностью в процессе окисления СО и углеводородов. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом приготовления катализатора для очистки отходящих газов,включающим пропитку блочного носителя водным раствором платинохлористоводородной кислоты в присутствии активных добавок с последующей сушкой и прокаливанием. При этом в качестве добавок раствор содержит кремневольфрамовую кислоту, азотнокислый алюминий и карбамид при следующем соотношении компонентов раствора,мас.платинохлористоводородная кислота 0,550,68 кремневольфрамовая кислота-6,8313,68 азотнокислый алюминий -17,1023,89 карбомид 0,270,41 вода-остальное. Отличием заявляемого изобретения от прототипа является то, что пропитку блочного носителя ведут раствором, содержащим в качестве добавок кремневольфрамовую кислоту,азотнокислый алюминий и карбамид при следующем соотношении компонентов раствора,мас. латинохлористоводородная кислота -0,550,68 кремневольфрамовая кислота-6,8313,68 азотнокислый алюминий 17,1023,89 карбамид 0,270,41 вода-остальное. Благодаря тому, что пропитывающий раствор содержит в растворенном состоянии и вторичный носитель (азотнокислый алюминий) и активную фазу, пропитка блочного носителя идет в одну стадию. В результате получают высокоактивный катализатор за счет равномерного распределения высокодисперсного вторичного носителя и активной фазы на поверхности металлического или керамического носителя с сотовой структурой каналов. Степень превращения 1-ной СО и 0,5-ной пропан-бутановой смеси в процессе окисления СО и углеводородов при скорости потока газа 75000 час-1 при использовании катализатора, полученного предлагаемым способом, для СО при температуре 150 С составляет 60, для пропан-бутановой смеси при температуре 180 С составляет 40, а при температуре 300-100. Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение. Пример 1. В 100 грамм дистиллированной воды растворяют 15 г кремневовольфрамовой кислоты 8(27)6 2 затем растворяют 30 г азотнокислого алюминия (3) 3 9 Н 2 О, после чего добавляют 1 г платинохлористоводородной кислоты 26620,5 г карбамида (мочевины). После растворения всех компонентов получают однородный, желтоватого цвета, прозрачный раствор,содержащий,мас. платинохлористоводородная кислота-0,68 кремневольфрамовая кислота - 10,24 азотнокислый алюминий-20,48 карбамид -0,34 вода -68,26. В полученный раствор погружают металлический или керамический носитель с сотовой структурой каналов, и выдерживают его в растворе в течение 23 минут. Затем носитель вынимают и встряхиванием удаляют избыток раствора из каналов, после чего носитель просушивают при температуре 100-150 С в течение одного часа, затем прокаливают при температуре 500 С в течение 1 часа. Полученный катализатор испытывают в процессе окисления 1 СО и -0,5 пропанбутановой смеси три объемной скорости 75000 час-1 Результаты испытаний представлены в таблице 1. Пример 2. В 100 г дистиллированной воды растворяют 20 г кремневовольфрамовой кислоты 8(27)62 затем растворяют 25 г азотнокислого алюминия А (НО 3)39 Н 2 О после чего добавляют 0,8 г платинохлористоводородной кислоты 2662 и 0,27 г карбамида(мочевины). После растворения всех компонентов получают однородный,желтоватого цвета,прозрачный раствор, содержащий, мас.платинохлористоводородная кислота-0,55 кремневовольфрамовая кислота-13,68 азотнокислый алюминий -17,10 карбамид-0,27 вода-68,40. В полученный раствор погружают металлический или керамический носитель с сотовой структурой каналов, выдерживают в растворе в течение 2-3 минут. Затем носитель вынимают и встряхиванием удаляют избыток раствора из каналов, после чего носитель просушивают при температуре 100-150 С в течение одного часа, затем прокаливают при температуре 500 С в течение 1 часа. Полученный катализатор испытывают в процессе окисления 1 СО и 0,5 пропанбутановой смеси при объемной скорости 75000 час-1. Результаты испытаний представлены в таблице 1. Пример 3. В 100 г дистиллированной воды растворяют 10 г кремневовольфрамовой кислоты 8(27)6 2 затем растворяют 35 г азотнокислого алюминия (3) 3 9 Н 2 О после чего добавляют 0,9 г платинохлористоводородной кислоты 2662 и 0,6 г карбамида(мочевины). После растворения всех компонентов получают однородный,желтоватого цвета,прозрачный раствор, содержащий, мас.платинохлористоводородная кислота 18690 в течение одного часа, затем прокаливают при температуре 500 С в течение 1 часа. Полученный катализатор испытывают в процессе окисления 1 СО и 0,5 пропанбутановой смеси при объемной скорости 75000 час-1. Результаты испытаний представлены в таблице 1. Таблица 1. Активность катализаторов, полученных по известному и предлагаемому способу в процессе окисления 1-ной СО и 0,5-ной пропан-бутановой смеси при скорости потока газа 75000 час-1 полученный раствор погружают металлический или керамический носитель с сотовой структурой каналов, выдерживают в растворе в течение 2 Зминут. Затем носитель вынимают и встряхиванием удаляют избыток раствора из каналов, после чего носитель просушивают при температуре 100-150 С Степень очистки газов при различных температурах, С 1 СО 0,5 пропан-бутан 150 200 250 300 350 180 200 250 300 350 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ приготовления катализатора для очистки отходящих газов, включающий пропитку блочного носителя водным раствором платинохлористоводородной кислоты в присутствии активных добавок, последующую сушку и прокаливание, отличающийся тем, что пропитку ведут раствором, содержащим в качестве активных добавок кремневольфрамовую кислоту,азотнокислый алюминий и карбамид при следующем соотношении компонентов раствора,мас. Платинохлористоводородная кислота 0,55-0,68 кремневольфрамовая кислота 6,83-13,68 азотнокислый алюминий 17,10-23,89 карбамид 0,27-0,41 вода остальное,сушку носителя проводят при температуре 100150 С в течение 1 часа, а прокаливание при температуре 500 С в течение часа.