一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法
文献发布时间:2024-04-18 19:58:21
技术领域
本发明涉及催化剂的制备领域,更具体的是涉及一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法。
背景技术
石化行业是全球经济的重要支柱,然而其生产过程中产生的废气对环境造成了严重的影响。在环氧乙烷生产过程中,尾气中的乙烷废气是一个主要的污染物来源。这些尾气中除了乙烷外,还包括乙烯和环氧乙烷。其中,乙烯和环氧乙烷相对容易通过催化方法进行处理,而乙烷的处理则相对困难,需要较高的催化温度,这就需要对尾气入口进行较高的加热,使得处理这些废气的能耗较高,处理成本也相应提高。
目前的处理方法通常采用Pd-Pt催化剂,这种催化剂的浓度一般在2g/L-2.5g/L之间。在尾气入口加热至350℃左右后,使用这种催化剂对尾气进行处理。然而,这种方法存在几个问题。首先,VOC催化剂的成本较高,其次,尾气入口需要加热至较高的温度,这导致了较大的能耗,这对催化剂和使用成本的控制都不利。此外,加热至350℃所需要消耗的电力和气体资源也较多,加剧了能源消耗。
在当前提倡低碳及节能减排的大背景下,如何有效地处理这些废气,降低处理过程的能耗,同时满足碳排放回收利用的要求,成为了一个亟待解决的问题。因此,研发一种用于中低温乙烷氧化的催化剂及其制备工艺,以降低处理乙烷废气的能耗和成本,提高废气处理的效率,具有重要的实际意义和应用价值。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,降低处理乙烷废气的能耗和成本,提高废气处理的效率,现提供一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法,具体方案如下:
一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1:称取ZrOSO
S2:称取贵金属Pt溶液、贵金属Pd溶液,稀释一定倍数后称取稀土助剂加入到Pt溶液和Pd溶液中至完全溶解,取1/5的Pt混合溶液加入桶中,加入Pd混合溶液混合均匀后加入剩余的Pt混合溶液;
S3:称取沉淀剂、粘结剂加入桶中进行搅拌;
S4:加入纤维素,搅拌至合适涂覆的黏度即停;
所述ZA材料的组分为X
进一步的,涂层各组分的质量百分比如下:
改性氧化铝65~73%;稀土助剂1~5%;Pt 0.1~1%;Pd 1~2%;
沉淀剂20~30%;粘结剂1~5%;纤维素0.1~0.5%。
进一步的,X
进一步的,ZA材料的比表面积≥110m
进一步的,ZA材料的氧化物含量为30~35%。
进一步的,稀土助剂为La、Ce或Y中的一种或几种的组合。
进一步的,稀土元素为La、Ce或Y中的任意一种。
进一步的,沉淀剂为Ce-Zr复合氧化铝。
进一步的,稀释倍数为3~6倍。
有益效果:
本发明的一种用于中低温乙烷氧化的催化剂及其制备工艺,主要通过开发ZrOSO
(1)本发明采用ZrOSO
(2)ZrOSO
(3)ZA材料整体具有相对高的比表面积和孔容,其中比表面积大于110m
附图说明
图1是实施例制得的催化剂的起燃温度特性图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1:
一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取ZrOSO4改性后的氧化铝涂层载体X
(2)称取贵金属Pt溶液和贵金属Pd溶液,稀释5倍后称取La作为稀土助剂3%加入到Pt溶液和Pd溶液中至完全溶解,取1/5的Pt混合溶液加入桶中,加入Pd混合溶液1.5%混合均匀后加入剩余的Pt混合溶液0.5%;
(3)称取Ce-Zr复合氧化铝作为沉淀剂25%,粘结剂3%加入桶中进行搅拌;
(4)加入纤维素0.3%,搅拌至合适涂覆的黏度即停。
实施例2:
一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取ZrOSO4改性后的氧化铝涂层载体X
(2)称取贵金属Pt溶液和贵金属Pd溶液,稀释4倍后称取Ce作为稀土助剂4%加入到Pt溶液和Pd溶液中至完全溶解,取1/5的Pt混合溶液加入桶中,加入Pd混合溶液1%混合均匀后加入剩余的Pt混合溶液0.8%;
(3)称取Ce-Zr复合氧化铝作为沉淀剂30%,粘结剂4%加入桶中进行搅拌;
(4)加入纤维素0.4%,搅拌至合适涂覆的黏度即停。
实施例3:
一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取ZrOSO4改性后的氧化铝涂层载体X
(2)称取贵金属Pt溶液和贵金属Pd溶液,稀释3倍后称取Y作为稀土助剂2%加入到Pt溶液和Pd溶液中至完全溶解,取1/5的Pt混合溶液加入桶中,加入Pd混合溶液2%混合均匀后加入剩余的Pt混合溶液0.6%;
(3)称取Ce-Zr复合氧化铝作为沉淀剂20%,粘结剂2%加入桶中进行搅拌;
(4)加入纤维素0.2%,搅拌至合适涂覆的黏度即停。
实施例4:
一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取ZrOSO4改性后的氧化铝涂层载体X
(2)称取贵金属Pt溶液和贵金属Pd溶液,稀释6倍后称取La和Ce作为稀土助剂5%加入到Pt溶液和Pd溶液中至完全溶解,取1/5的Pt混合溶液加入桶中,加入Pd混合溶液1.5%混合均匀后加入剩余的Pt混合溶液0.8;
(3)称取Ce-Zr复合氧化铝作为沉淀剂25%,粘结剂5%加入桶中进行搅拌;
(4)加入纤维素0.5%,搅拌至合适涂覆的黏度即停。
实施例5:
一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取ZrOSO4改性后的氧化铝涂层载体X
(2)称取贵金属Pt溶液和贵金属Pd溶液,稀释4倍后称取La和Y作为稀土助剂1%加入到Pt溶液和Pd溶液中至完全溶解,取1/5的Pt混合溶液加入桶中,加入Pd混合溶液1%混合均匀后加入剩余的Pt混合溶液0.5%;
(3)称取Ce-Zr复合氧化铝作为沉淀剂20%,粘结剂1%加入桶中进行搅拌;
(4)加入纤维素0.1%,搅拌至合适涂覆的黏度即停。
在两种状态下,对乙烷氧化催化剂的性能进行检测:
①新鲜态
②水热老化:A750H30:750℃10%H
根据性能检测数据得到图1-乙烷氧化催化剂起燃温度特性曲线图,如图1所示,乙烷氧化催化剂在高温下仍具有较高的转化率。
作为进一步改进,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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