氧化一氧化碳和挥发性有机化合物的含铜和锰的普通金属催化剂制造技术

氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸气和所述CO及VOC的气体接触含有至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂的催化剂组合物，所述至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂负载于包含氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化铈和二氧化钛中一种或多种的氧化物支持材料上，其中所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一种或多种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及处理工业和商业过程排放物的方法和催化剂组合物。专利技术背景催化氧化广泛用于控制工业过程的一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)排放物。由于催化活性高、热稳定性好和对化学中毒耐受良好，大多数催化剂负载贵金属。对于需要大容量催化剂的应用，使用贵金属氧化催化剂需要大量的贵金属资金投入。例如，纯化对苯二甲酸(PTA)过程中催化氧化尾气的典型单元需要300立方英尺(ft3)的贵金属催化剂，加载量为50g/ft3铂(Pt)和30g/ft3钯(Pd)，这需要约482oz.的Pt和289oz.的Pd。因此，极其需要开发活性和耐久性至少与贵金属催化剂相当的替代催化剂。专利技术概述按照本专利技术的一个实施方式，氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸气和所述CO及VOC的气体与含有至少一种普通金属促进剂(promoter)和至少一种普通金属催化剂的催化剂组合物接触，所述至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂负载于包含氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化铈和二氧化钛中一种或多种的氧化物支持材料上。所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一种或多种。按照本专利技术的另一实施方式，氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸气和所述CO及VOC的气体与基本上由至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂组成的催化剂组合物接触的步骤，所述至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂负载于包含氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化铈和二氧化钛中一种或多种的氧化物支持材料上。所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一种或多种。按照本专利技术的另一实施方式，氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的催化剂组合物包含至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂，所述至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂负载于包含氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化铈和二氧化钛中一种或多种的氧化物支持材料上。按照本专利技术的另一实施方式，氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的催化剂组合物基本上由至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂组成，所述至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂负载于包含氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化铈和二氧化钛中一种或多种的氧化物支持材料上。附图简述结合附图阅读以下详述可理解本专利技术。包括以下附图：图1a显示了与铂族金属基催化剂相比，本专利技术的一实施方式的铜基催化剂在模拟PTA产生过程尾气的出口温度和条件下的甲基溴转化百分数；图1b显示了与铂族金属基催化剂相比，本专利技术的一实施方式的铜基催化剂在模拟PTA产生过程尾气的出口温度和条件下的苯转化百分数；图2a显示了本专利技术不同实施方式的支持材料在模拟PTA产生过程尾气的温度和条件下的甲基溴转化百分数；图2b显示了本专利技术不同实施方式的支持材料在模拟PTA产生过程尾气的温度和条件下的苯转化百分数；图2c显示了本专利技术不同实施方式的支持材料在模拟PTA产生过程尾气的温度和条件下的一氧化碳转化百分数；图3显示了与铂族金属基催化剂相比，本专利技术的一实施方式的铜基催化剂在不同温度下的甲醇转化百分数；图4显示了与铂族金属基催化剂相比，本专利技术的一实施方式的铜基催化剂在不同温度和条件下的甲基乙基酮转化百分数；图5显示了与铂族金属基催化剂相比，本专利技术的一实施方式的铜基催化剂的丁烷转化百分数；图6显示了与铂族金属基催化剂相比，本专利技术的一实施方式的铜基催化剂的丁烯转化百分数；图7a显示了催化剂组合物的各实施方式的甲基溴转化百分数，作为普通金属催化剂，所述催化组合物各自包含铜、铁、钴和镍；和图7b显示了催化剂组合物的各实施方式的苯转化百分数，作为普通金属催化剂，所述组合物各自包含铜、铁、钴和镍。专利技术详述本专利技术的各方面包括用于氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的氧化方法和催化剂组合物。按照一个实施方式，氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸气和所述CO及VOC的气体与包含至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂的催化剂组合物接触，所述至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化剂负载于包含氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化铈和二氧化钛中一种或多种的氧化物支持材料上，其中所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一种或多种。按照另一实施方式，氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的方法包括使含有水蒸气、CO和VOC的气体与基本上由至少一种普通金属催化剂组成的催化剂组合物接触，所述催化剂负载于包含氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化铈和二氧化钛中一种或多种的氧化物支持材料上，其中所述VOC包括乙酸甲酯、甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一种或多种。催化氧化广泛用于控制工业和商业过程的VOC和CO排放物。氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的方法利用催化剂与含有至少水蒸气、CO和VOC的气体接触。所述气体可包含VOC，例如饱和和不饱和的烃、芳族烃、它们的多卤化衍生物，例如卤代烃、二氧芑和含有一个或多个硫、氧、氮、磷或溴原子的烃。所述气体可以自工业或商业过程排出。按照一个实施方式，所述气体可以是制备纯化的对苯二甲酸(PTA)的过程的尾气。在制备PTA的商业过程中，可利用乙酸作为溶剂，通过氧氧化对-二甲苯制备对苯二甲酸。该过程可利用溴促进剂，在有催化剂，例如铜-锰存在下进行。可在水溶液中氢化来纯化产物，然后使之冷却。纯化的对苯二甲酸(PTA)过程中的尾气可包含氧、氮、氮氧化物、甲基溴、苯、甲烷、一氧化碳、乙酸甲酯和水。具体地说，典型的PTA过程可包括每百万份中30份(ppm)的甲基溴、10ppm苯、100ppm甲烷、1000ppm一氧化碳、500ppm乙酸甲酯、1.5mol％水、4mol％氧和余量的氮。除了上述成分，本专利技术一实施方式的催化剂还可氧化和转化其它挥发性有机化合物，例如甲基乙基酮、甲醇、丁烷或丁烯。PTA过程可具有约2mol％的蒸汽/水。催化剂和支持材料必须稳定并能在含水份的环境中有效起作用。某些催化剂和支持材料，例如沸石已知能在水热条件下降解，特别是在一段时间后。然而，本专利技术的催化剂组合物能耐受含水蒸气的气体并在其中有效起作用，例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.21 US 12/427,3751.一种氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的方法，包括以下步
骤：
使含有水蒸气和所述CO及VOC的气体接触含有至少一种普通金属促进剂
和至少一种普通金属催化剂的催化剂组合物，所述至少一种普通金属促进剂和
至少一种普通金属催化剂负载于包含氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化铈和
二氧化钛中一种或多种的氧化物支持材料上，其中所述VOC包括乙酸甲酯、
甲烷、甲基溴、苯、甲醇、甲基乙基酮、丁烷和丁烯中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体中所述水蒸气的存在
量是1.5摩尔％到5摩尔％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接触在低于325℃的温度
下进行。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接触在低于300℃的温度
下进行。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接触在低于250℃的温度
下进行。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体是制备纯化的对苯二
甲酸过程的尾气。
7.一种氧化一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOC)的催化剂组合物，所
述组合物包含至少一种普通金属促进剂和至少一种普通金属催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：HY·陈，A·J·雷宁，P·J·安德森，R·艾罗，
申请(专利权)人：约翰逊马西有限公司，
类型：发明
国别省市：