[发明专利]用于PTA装置氧化尾气处理的催化剂及其用途

说明书

本发明涉及一种用于PTA装置氧化尾气处理的催化剂及其用途，主要解决现有催化剂成本较高，制备工艺较为复杂的问题。本发明通过一种用于PTA装置氧化尾气处理的催化剂及其用途，该催化剂以成型的氧化铝为载体，以钴氧化物作为活性组分，以ⅡA族元素和ⅤA族元素氧化物为助剂，采用分步浸渍的方法进行制备，然后将催化剂用于PTA装置氧化尾气的处理。本发明催化剂的成本较低，制备工艺较为简单，能够在较宽范围的尾气浓度条件下催化氧化PTA尾气，催化活性好，不产生二次污染，可应用于PTA氧化尾气等工业废气的催化氧化处理。

技术领域

本发明涉及一种用于PTA装置氧化尾气处理催化剂及其用途，属于环境保护技术领域。

背景技术

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，简称VOCs)是石油化工行业中常见的废气污染物。VOCs的种类繁多，按照其化学结构的不同，主要分为八大类：烷烃类、芳烃类、烯烃类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类和其他类。VOCs的直接排放不仅会对环境造成严重污染，而且对室内空气质量也形成了严重的影响，极大的危害了人类的健康。

由于技术发展水平的限制，目前许多关系到国计民生的行业不可避免的会向大气中排放各种VOCs污染物。传统的VOCs处理方法包括有吸收法、吸附法、冷凝法和直接燃烧法，这些方法易产生二次污染、能耗大、易受有机废气浓度和温度限制等缺点。而催化燃烧的处理方法具有处理效率高，操作温度低，耗能小，并且无二次污染物的特点，可以很有效的处理较低浓度的污染物。

精对苯二甲酸(PTA)是一种重要的有机化工原料，在化学纤维、轻工、电子、建筑等方面具有广泛的应用。目前工业上生产PTA主要采用高温液相氧化法，其中氧化反应器排放的氧化废气是PTA装置排放量最大的有机废气，含有有机物的总质量浓度超过1000mg/m³，包括有多种VOCs，如乙酸甲酯、对二甲苯、溴代烃等。其中溴化物的质量浓度约100mg/m³，CO的质量浓度约5000mg/m³，均严重超过国家的排放标准。

目前催化燃烧法是较受关注的PTA尾气排放控制技术，工业上应用的PTA废气催化燃烧的催化剂主要集中于贵金属催化剂，以Pt，Pd等贵金属作为活性组分，该类催化剂的价格较为昂贵，并且对于PTA尾气中的溴代烃成分的抗毒性较差。

CN 105126834公开了一种用于PTA氧化尾气净化的整体式钌催化剂，活性组分为钌单质和/或氧化物，第一载体为金红石相TiO₂，第二载体为ZrO₂，Al₂O₃，SiO₂或ZnO中的任意一种，并采用蜂窝陶瓷作为骨架。所述催化剂制备步骤较长，并且采用贵金属作为活性组分，成本较高。CN 105026041公开了一种贱金属催化剂及在PTA废物流处理的使用，该催化剂使用稀土金属作为载体，价格也较为昂贵。CN 102481549公开了一种沉积在基底上用于破坏排放物流中的CO和挥发性有机物的催化剂，使用铂族金属为活性组分，稀土金属氧化物作为载体，制备工艺复杂并且成本较高。CN 103252242公开了一种用于PTA尾气催化燃烧的非贵金属催化剂，以蜂窝陶瓷为基体，CeO₂为涂层，非贵金属CuO，MnO₂为活性组分，其制备工艺较为复杂。因此，开发出成本较低，制备工艺简单，并且消除效果好的催化剂具有非常好的工业应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对目前PTA尾气处理的贵金属催化剂成本高的问题，提出一种催化燃烧处理PTA尾气的催化剂，采用价格较低的过渡金属作为活性组分，采用步骤较短的制备工艺，达到较好的消除效果。

本发明所解决的技术问题之二是与问题一相对应的催化剂的制备方法。

本发明所解决的技术问题之三是与问题一相对应的催化剂的应用。