冷启动发动机废气的处理制造技术

本发明专利技术涉及通过使废气物流（例如来自内燃机）与分子筛组合接触减少所述废气物流中的冷启动排放物的方法，其中所述分子筛组合包含：（１）小孔结晶型分子筛或分子筛混合物，其中所述分子筛具有不大于８员环（“８ＭＲ”）的孔、选自ＳＳＺ－１３、ＳＳＺ－１６、ＳＳＺ－３６、ＳＳＺ－３９、ＳＳＺ－５０、ＳＳＺ－５２和ＳＳＺ－７３分子筛，并且具有的（ａ）第一种四价元素氧化物与（ｂ）三价元素、五价元素、不同于所述第一种四价元素的第二种四价元素的氧化物或它们的混合物的摩尔比至少为１０，以及（２）中等大的孔的结晶型分子筛，该分子筛具有至少大至１０员环（“１０ＭＲ”）的孔、选自ＳＳＺ－２６、ＳＳＺ－３３、ＳＳＺ－６４、β沸石、ＣＩＴ－１，ＣＩＴ－６和ＩＴＱ－４，且（ａ）第一种四价元素氧化物与（ｂ）三价元素、五价元素、不同于所述第一种四价元素的第二种四价元素或它们的混合物的摩尔比至少为１０。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用具有不同孔尺寸的某些沸石处理冷启动发动机 的废气。背景由含烂燃料，例如汽油和燃料油，的燃烧产生的气体废弃物包括 一氧化碳、烃和氮氧化物作为燃烧和不完全燃烧的产物，并且在大气 污染方面造成了严重的健康问题。而来自其它含碳燃烧燃料源，例如 固定式发动机、工业炉等，产生大量的空气污染，来自汽车发动机的 废气是主要的污染源。由于对这些健康问题的担心，环境保护署(EPA) 对汽车可以排放的一氧化碳、烃和氮氧化物的量公布了严格的控制。 这些控制的实施导致使用催化转化器来降低汽车排放的污染物的量。为获得一氧化碳、烃和氮氧化物污染物的同时转化，已经开始实 践将催化剂与空气-燃料比控制装置一起使用，其中所述空气-燃料比 控制装置对由发动机废气系统中的氧气传感器的反馈信号作出响应。 虽然这些三组分控制催化剂在它们达到约30(TC的操作温度后工作非 常好，但在低温下它们不能转化大量的污染物。这意味着当发动机， 尤其是汽车发动机，启动时，三组分控制催化剂不能将烃和其它污染 物转化为无害化合物。已经在发动机的冷启动部分中使用吸附床来吸附烃。虽然所述方 法一般使用经燃料，但是也可以使用吸附床处理醇燃料发动机的废气 物流。所述吸附床一般直接放在催化剂前。因此，所述废气物流首先 流经吸附床，然后穿过催化剂。在废气物流存在的情况下，所述吸附 床优先吸附烃而不是水。 一段时间后，所述吸附床达到不能再移除废4弃物流中的烃的温度(一般为约150°C)。即，烃实际上从吸附床上 解吸而不是吸附，这再生了吸附床，以便使得它可以在随后的冷启动 过程中吸附经。现有技术揭示了涉及冷启动发动机操作过程中使用吸附床最小 化烃排放的几篇参考文献。 一篇这样的参考文献是美国专利序号 3699683,其中吸附床放在还原催化剂和氧化催化剂之后。专利权人公 开当废气物流低于20(TC时，所述气体物流流经还原催化剂，然后穿 过氧化催化剂，最后穿过吸附床，从而将烃吸附在吸附床上。当温度 升高到高于20(TC时，氧化催化剂排放的气体物流被分成主要部分和 次要部分，所述主要部分直接排放到大气中，而次要部分穿过吸附床，烃的废气物流的次要部分流入燃烧它们的发动机中。另一篇参考文献是美国专利序号2942932,它教导了氧化废气物 流中包含的一氧化碳和烃的方法。该专利中公开的方法由使低于800°F 的废气物流流入吸附 一 氧化碳和烃的吸附区和然后使得到的物流由该 吸附区流入氧化区组成。当废气物流的温度达到约800°F时，所述废 气物流不再经过吸附区，但是它与加入的过量的空气一起直接进入氧 化区。1992年1月7日授予给Dunne的美国专利序号5078979，在此引 入其全部内容作为参考，公开了使用分子筛吸附床处理来自发动机的 废气物流以阻止冷启动排放物。所述分子筛的实例包括八面沸石、斜 发沸石、丝光沸石、菱沸石、硅沸石、沸石Y、超稳定沸石Y、和ZSM-5。加拿大专利序号1205980公开了减少用醇作燃料的汽车的废弃 物排放的方法。该方法由引导发动机冷启动废气穿过沸石颗粒床层和 然后经过氧化催化剂和然后将气体排放到大气中组成。因为废气物流 预热了，它连续的经过吸附床层并且然后经过氧化床层。1998年4月28日授予给Yamada等人的美国专利序号5744103 公开了用于发动机废气净化的烃吸附剂。所述吸附剂含有具有12+员 环("MR")的大孔沸石，具有8MR的更小孔的沸石和在二者之间的5具有IOMR的孔的沸石。公开的沸石实施例是具有FAU(例如沸石Y)、 AFY和|3 (即12MR ;弗石)；CHA ( 8MR );和MFI ( ，J^口 ZSM—5 ) ， MEL 和FER( 10MR)的拓朴结构的那些(国际沸石协会("IZA，，)确定的)。1997年2月18日授予给Guile等人的美国专利序号5603216公 开了在废气系统中使用两个区来减少发动机启动(冷启动)过程中排 放的烃的量，其中在每个区中使用相同的或不同的沸石吸附剂。所述 沸石可以是吸附低分子量烯烃(乙烯和丙烯)的小孔沸石和吸附更高 分子量烃(例如戊烷)的大孔沸石。公开的沸石的实例是ZSM-5、 P、 钠菱沸石、针沸石、菱钾铝矿、ZSM-12、 ZSM-18、 Berryllophosphate-H、 伯格斯石、SAP0-40、 SAP0-41、超稳定Y、丝光沸石和它们的混合物。Elangovan等人在 /ow/v7s/ o尸尸/ "/cs/ C力e历/"r/ B， 108 ， 13059 ~ 13061 (2004年)中公开了用作烃阱以减少冷启动排放物的名 为SSZ-33的沸石(具有交叉的10和12MR孔以及在交叉处有大的空隙 的沸石)。SSZ-33的性能与P 、 Y、丝光沸石和ZSM-5沸石的性能相 比，据说SSZ-33具有超越P 、 Y、丝光沸石或ZSM-5的性能。2005年8月4日由Davis等人公开的美国专利申请公开述方法包括使废气与具有CON拓朴结构的分子筛(根据IZA)接触。 所述CON分子篩可以独自使用或者可以与另一种吸附剂一起使用。公 开的CON分子筛实例是名为SSZ-33、 SSZ-26的那些，还公开了 CIT-1、 ITQ-4,但是据信ITQ-4具有IFR拓朴结构，而不是C0N拓朴结构。公 开的其它吸附剂的实例是名为SSZ-23、 SSZ-31、 SSZ-35、 SSZ-41、 SSZ-42、 SSZ-43、 SSZ-44、 SSZ-45、 SSZ-47、 SSZ-48、 SSZ-53、 SSZ-55、 SSZ-57、 SSZ-58、 SSZ-59、 SSZ-60、 SSZ-63、 SSZ-64、 SSZ-65分子 筛和它们的混合物。专利技术概述本专利技术通常涉及处理发动机废气物流的方法，特别是最小化发动 机的冷启动操作过程中的排放物的方法。相应地，本专利技术提供了处理 含有烃和其它污染物的发动才几冷启动废气物流的方法，该方法由以下步骤组成使所述发动机废气物流流经分子筛组合(该分子筛组合优 先吸附烃而不是水)以提供笫一种废气物流；和使所述第一种废气物 流流经催化剂以便将第 一种废气物流中含有的任何残余的烃和其它污 染物转化为无害的产物并提供被处理的废气物流和将所述被处理的废 气物流排放到大气中，所述分子筛组合包含(l)小孔结晶型分子筛 或分子篩混合物，其中所述分子筛具有不大于8员环("8MR")的孔、 选自SSZ-13、 SSZ-16、 SSZ-36、 SSZ-39、 SSZ-50、 SSZ-52和SSZ-73 ， 并且具有(a)第一种四价元素氧化物与(b)三价元素、五价元素、 不同于所述第一种四价元素的第二种四价元素的氧化物或它们的混合 物的摩尔比至少为10,以及(2)中等大孔的结晶型分子筛，该分子 筛具有至少大至10员环("10MR，，)的孔、选自SSZ-26、 SSZ-33、 SSZ-64、 P沸石、CIT-1、 CIT-6和ITQ-4，且具有(a)第一种四价元 素氧化物与(b)三价元素、五价元素、不同于所述第一种四价元素的 第二种四价元素的氧化物或它们的混合物的摩尔比至少为10。本专利技术还提供了这样的方法，其中氧化物(1) (a)和(2) (a)是氧化硅， 且氧化物(本文档来自技高网...

【技术保护点】
处理含有烃和其它污染物的冷启动发动机废气物流的方法，该方法由以下步骤组成：使所述发动机废气物流流经优先吸附烃而不是水的分子筛组合提供第一种废气物流；和使所述第一种废气物流流经催化剂以便将第一种废气物流中含有的任何残余的烃和其它污染物转化为无害的产物和提供被处理的废气物流并将所述被处理的废气物流排放到大气中，所述分子筛组合包含：（１）小孔结晶型分子筛或分子筛混合物，其中所述分子筛具有不大于８员环的孔、选自ＳＳＺ－１３、ＳＳＺ－１６、ＳＳＺ－３６、ＳＳＺ－３９、ＳＳＺ－５０、ＳＳＺ－５２和ＳＳＺ－７３分子筛，并且（ａ）第一种四价元素氧化物与（ｂ）三价元素、五价元素、不同于所述第一种四价元素的第二种四价元素的氧化物或它们的混合物的摩尔比至少为１０，以及（２）中等大孔结晶型分子筛，该分子筛具有至少大至１０员环的孔、选自ＳＳＺ－２６、ＳＳＺ－３３、ＳＳＺ－６４、β沸石、ＣＩＴ－１、ＣＩＴ－６和ＩＴＱ－４，且（ａ）第一种四价元素氧化物与（ｂ）三价元素、五价元素、不同于所述第一种四价元素的第二种四价元素的氧化物或它们的混合物的摩尔比至少为１０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SI佐尼斯，CM威廉姆斯，TS卢法尔，AW伯顿，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]