[发明专利]脱除氮氧化物的催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱除气体中氮氧化物的催化剂及其制备方法，以及氮氧化物脱除的工艺技术，具体的说，涉及一种适用于含烃气体和/或惰性气体中氮氧化物的脱除净化的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

氮氧化物不但是大气的主要污染物之一，而且富集在低温冷箱存在爆炸危险，会给石油化工生产带来安全隐患。

氮氧化物的催化还原脱除是近些年研究的热点，所用的催化剂载体有氧化铝和分子筛等，活性组分包括Pt、Pd、Ag、Cu、W、Ni、Co等，还原剂有H₂、CH₄、C₃H₆、CO和醇类等，这些催化剂及其脱除方法的目的是汽车尾气、FCC再生、炼厂排放气等环境治理。

在大气环境保护方面，特别是汽车尾气中氮氧化物的净化，使用的大多是贵金属催化剂，如三元催化剂。

在石油化工领域，对FCC过程中NOx的形成及脱除技术研究较多，如美国专利US 6379536和US 6280607等介绍了用于FCC过程中NOx的脱除剂，其是以酸性氧化物为载体，活性组分为碱金属或碱土金属和有贮氧能力的过渡金属氧化物；该脱除剂用于FCC过程，NOx排放量减少65％。

在石油加工过程中，使用加氢处理催化剂以脱除原料中的有机硫和有机氮化物等有害物质，采用的催化剂多为W/Mo-Ni/Co-P体系，如中国专利CN1110304A公开了一种重油加氢处理催化剂，该催化剂采用的载体为含硅和磷的氧化铝载体，由于载体中的硅和磷是用分步成胶法加入的，使硅和磷元素大部分分散于氧化铝表面，催化剂表现出良好的脱氮性能，比常规催化剂生成油氮量较少，相对脱氮活性提高约30％。

美国专利US 4320100公开了一种以Ni-Mo或Co-Mo为活性组分的耐硫脱氮催化剂，在反应温度120-250℃，压力0.02-2.5MPa条件下，可脱除合成氨气体中的NOx。

美国专利US 5340554公开了使用加氢催化剂脱除炼厂气中NOx的方法，以Co-Ni-Si或Fe-Cr为活性组分的催化剂，在反应温度150-190℃，压力0.8-1.1MPa条件下，可脱除含烃类炼厂气中的NO和NO₂，NOx的平均脱除率低于50％。

综上所述，现有技术中存在的氮氧化物脱除技术，多用于不含烃类特别是不含不饱和烃类气体中NOx的脱除。由于石油化工领域中含烃气体组分复杂，常含有硫、砷等有害物质，严重影响了催化剂对其中氮氧化物的脱除，而现有的脱除氮氧化物的催化剂的技术用于脱除含烃气体中NOx，脱除效果较差。因此，找到一种适用于含烃气体中NOx的脱除的催化剂和方法是十分必要的。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高比表面、孔径分布更集中的高性能的耐硫加氢脱除含烃气体和/或惰性气体中NOx的催化剂及其制备方法，同时还提供一种高效脱除含烃气体和/或惰性气体中NOx的方法。

本发明的脱除含烃气体和/或惰性气体中氮氧化物NOx的催化剂，包括含磷的γ-氧化铝载体和负载在所述载体上的活性组分，所述的活性组分包括：

(1)选自Mo、W和Cr中的至少一种，其重量含量(以金属的三氧化物计)为0.05～30％；

(2)选自Ni和Co中的至少一种，其重量含量(以金属的一氧化物计)为0.2～8％；

(3)重量含量为0.3％～1.5％的P或重量含量为5～10％的柠檬酸；

所述的活性组分的重量含量均以催化剂总重为基准；

所述的含磷的γ-氧化铝载体是由氧化铝载体A和B按重量比A∶B为1∶1～1∶4的比例混合而成，其中，

所述的氧化铝载体A具有以下物性：孔容为0.4-0.5cm³/g，孔径分布2.0-20.0nm，平均孔径3.0-5.0nm，比表面积为240-300m²/g；

所述的氧化铝载体B为含磷的氧化铝载体，其中磷的重量含量(以P计)为0.2％～1％，具有以下物性：孔容为0.8-1.0cm³/g，孔径分布为3.0-15.0nm，平均孔径6.0-10.0nm，比表面积为380-450m²g。

在本发明的催化剂的具体实施中，优选所述的催化剂的活性组分包括