[发明专利]一种油气净化催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于油气处理技术领域，具体涉及一种油气净化催化剂及其制备方法与应用。所述催化剂由活性组分、助催化剂、第一载体与第二载体组成；所述活性组分包括Pd、Pt中的至少一种；所述助催化剂为稀土元素或其固溶体氧化物；所述第一载体为金属氧化物与分子筛组成的复合物；所述第二载体为规整结构材料；所述催化剂中活性组分、助催化剂与第一载体均以氧化物计，质量比为：0.001～5:0.5～85:10～99.5。本发明催化剂具有良好的低温段催化活性的性能，用于码头油气的催化氧化过程，在300～400℃的温度范围内VOCs转化率大于95％，具有良好的耐水性和高温稳定性。

技术领域

本发明属于油气处理技术领域，具体涉及一种油气净化催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

近10年随着中国的经济发展，我国对于环境保护愈发重视，国家多次提出并着手改进的能源结构调整对石油产量和品质提出了更高的要求，我国已然发展成为了一个石油生产和消费的大国，但我国的油气储运设施以及油气回收处理技术与欧美发达国家相比，仍存在着巨大的差距。油品在储运、装卸和销售过程中产生的大量油气损耗，不仅会造成资源的极大浪费，还会对大气环境造成严重污染。如果这些挥发性有机化合物(VOCs)在相对比较封闭的空间内积聚至爆炸极限，当温度过高或有火花产生，极有可能会发生火灾甚至爆炸。

随着我国原油码头建设的增加，原油码头船舶在吞吐作业的过程中，伴随着大量的挥发性有机化合物的排出，油气损耗量极大，会对大气造成严重的污染，还极大影响了尤其是对当地居民的生活质量。近几年，国家也开始关注到了油气损耗问题所产生的环境污染，在2007年，国家环境保护局出台了三个关于油气排放方面标准，分别是《储油库大气污染物排放标准》(GB20950-2007)、《汽油运输大气污染物排放标准》(GB20951-2007)、《加油站大气污染物排放标准》(GB20952-2007)。因此，我国大量的加油站、油库以及原油码头必然会对油气回收设备和油气回收处理新技术有更加广泛的需求。

国内外文献资料表明，码头油气净化处理方法主要分为油气回收处理法和油气破坏净化法，码头油气回收法最常见的四种技术包括冷凝法、膜分离法、吸收法和吸附法，油气破坏净化法主要有催化燃烧法和热力焚烧法，近年几种净化处理技术的组合工艺也逐渐出现，在国外原油码头油气回收处理工艺技术中，最为常见的就是活性炭吸附组合法，欧美和部分中东国家已经具有多年的码头油气回收设备设施管理经验，有较多成功投入生产作业的案例，对减少环境污染和油气回收经济效益都有着显著的作用。

催化燃烧法处理码头油气的原理是挥发性有机气体(VOCs)在催化剂的作用下，与空气中的氧气在一定温度的条件下，发生催化燃烧反应，最终生成二氧化碳和水。到目前为止，催化燃烧法处理原油码头油气主要存在在两个难点：一是高效催化剂的探索；二是催化燃烧器的优化。首要应解决催化剂的低温起燃活性、高温稳定性，再通过研究其失活机理，进而找到延长催化剂寿命的改进方法和催化剂再生条件。

近年来公开了一系列VOCs氧化催化剂，这其中部分发明专利所述催化剂呈现出一定低温活性。例如，CN108816225A公开了一种拥有较好低温活性和稳定性的VOCs催化剂，该催化剂使用了金属氧化物包覆型载体，而且制备流程相对简单，但是在水热稳定性上并不理想，对短链烷烃的催化效果也一般。CN105233858A公开了一种成本低廉，制备方法简单的分子筛复合催化剂，该催化剂耐高温以及耐水热性能良好，但是其低温活性一般，无法在低温段对VOCs进行高效的转化。CN107442160A公开了一种抗烧结的Pd基分子筛催化剂，该催化剂既具有低温段的催化活性，又具有高温段的贵金属抗烧结能力，但合成方法较为复杂，制备流程繁琐，成本较高，很难实施大规模工业生产。

综上所述，要实现码头油气的催化氧化，既要求催化剂有良好的低温段催化活性，又要求在高温段有良好的稳定性。

发明内容