[发明专利]同时脱除氧气和氮氧化物的双功能催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及同时脱除氧气和氮氧化物的催化剂领域，公开了同时脱除氧气和氮氧化物的双功能催化剂及其制备方法、从原料气中同时脱除氧气和氮氧化物的方法。该催化剂包含活性组分和载体，其中，所述活性组分包括主催化活性组分和助催化活性组分，主催化活性组分为Pd，助催化活性组分选自Cu、Mn、Fe、Co、Zn中的一种或多种，其中，以催化剂的总重量计，所述助催化活性组分的含量为2‑10重量％。本发明所述催化剂可以在较低的温度下同时脱除氧气和氮氧化物，并且脱除性能良好，选择性好，能有效的减少烯烃加氢副反应的发生。

技术领域

本发明涉及同时脱除氧气和氮氧化物的催化剂领域，具体涉及同时脱除氧气和氮氧化物的双功能催化剂及其制备方法和和应用。

背景技术

通常，石油化工等行业一些生产工艺出于安全的考虑，需要对气体物料进行脱氧处理，使系统中的含氧量达到微量。炼厂催化裂化干气中除含有CO、CO₂、NH₃、NO_X、砷、汞等有害杂质外，还含有约0.01％-0.1％的O₂。这些杂质对干气的回收利用有较大影响。乙烯低温精馏装置中，对进入的浓缩后的富乙烯干气组分含量有很严格的要求，即O₂≤1ppm。必须对浓缩后的富乙烯干气气体进行深度净化，脱除其中的微量氧和氮氧化物等杂质。因此，气体中氧气和氮氧化物的脱除净化在化工和环保等行业都具有重要意义。

另一方面，随着世界各国现代化工业的发展，大气污染已成为一个日益严重的全球性问题。氮氧化物不但是大气的主要污染物之一，形成酸雨，也会给石油化工生产带来安全隐患，富集在低温冷箱存在爆炸危险。催化干气中含的O₂与NO_X在低温下反应能生成N₂O₃和N₂O₄，并与NH₃反应生成固体硝酸铵和亚硝酸铵，这些物质极不稳定的，受热或受到冲击，都有发生爆炸的危险。

氮氧化物的催化还原脱除是近些年研究的热点，催化剂载体包括氧化铝和分子筛等，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主要用于汽车尾气、FCC再生、炼厂排放气等环境治理。

催化脱氧是在催化剂的作用下使气体中的O₂与H₂、CO等具有还原性能的组分反应而脱除。现有的脱氧催化剂大致可分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂，贵金属催化剂主要为钯系催化剂，价格昂贵，而非贵金属催化剂的活性组分为钼、钴、镍、钨等，改活性金属组分以氧化态形式存在，需经过硫化，使其活性金属组分由氧化态转化为硫化态后，才具有良好的加氢脱氧活性、选择性和稳定性。

催化脱氧是在催化剂的作用下使气体中的O₂与H₂、CO等具有还原性能的组分反应而脱除。如CN1087655C和CN1030895C所公开的，催化剂大多采用贵金属Pt和Pd等作为活性组分，此类催化剂活性高，可在常温下使用，但此类催化剂对原料要求严格，不能含有硫化物等毒化催化剂的杂质。

CN101165030B公开了一种Mn-Ag双活性组分脱氧剂，用于乙烯、丙烯中微量氧的脱除，在室温下可将氧脱至0.05ppm以下，但该脱氧催化剂在使用过程中需要反复还原再生才能保证稳定的脱氧活性，且脱氧剂单位时间处理量较低，用于聚烯烃工业会增加成本。

CN1413765A公开了一种氨选择性还原氮氧化物的催化剂，该催化剂为氧化铝负载的铜、锰复合氧化物催化剂，在反应温度为150-350℃的条件下，催化剂具有高的活性和稳定性。