[其他]用于處理氨的物質

無效

• 申請號: 87108317
• 申請日: 1987-12-16
• 公開（公告）號: CN87108317A
• 公開（公告）日: 1988-07-06
• 發明（設計）人: 艾力克·法雷德;拉夫·法布;基耶爾·桑拿魯德
• 申請（專利權）人: 挪威海德羅公司;K·A·拉斯慕森公司
• 主分類號: C01B21/26
• 分類號: C01B21/26
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊厚昌

本發明涉及一種主要成分為鈀的催化劑，其用于將氨氧化成一氧化氮，本發明還涉及一種物質，其主要成分是鈀，適用于回收和收集主要為鉑的貴金屬。

氨的催化氧化是生產硝酸的第一個步驟，將氧化所形成的一氧化氮用水吸收，并與水反應得到硝酸，該吸收過程可在常壓或高壓（例如5～10巴）下進行。

用于氨氧化的最普通的催化劑是熔合了5～10%銠的鉑。該氧化過程在大型氧化器中進行，在該氧化器中將催化劑，例如以若干織網的形式的催化劑橫向放置在反應氣體流向上，氨的氧化壓力與后續一氧化氮吸收過程中的壓力基本相同，氧化溫度為850～950℃。在這種工藝溫度下，顯然對催化劑的選擇不僅要考慮有盡可能高的催化效果和選擇性，而且還要考慮獲得最佳機械性能的催化劑物質。這種催化劑通常用細絲編織成網狀的形式，這種物質的加工性或延性是重要的，另外，更為重要的是在這種高溫下催化劑的穩定性。

于是，人們發現鉑適用于作催化物質，但在實際反應溫度下將有鉑的損失，這樣催化劑網將變薄變弱，而且這種昂貴的物質又不能允許有太大的損失，所以通常在氧化器中回收鉑，并且是用特殊合金回收鉑。最普通的回收合金是鈀/金（Pd/Au），其中鈀主要用于吸收鉑，其與金熔合的目的在于改善吸收網的機械性能。

用銠（Rh）與鉑基催化劑熔合可以得到機械性能更好的催化劑網，但使用銠的缺點是呈氧化狀態的銠能夠將氨和一氧化氮分解成氮，這將降低氨氧化的總產率。

人們設法用各種方法解決Pt/Rh催化劑所引起的問題。在西德專利DE2654913號描述了一種鎳載體上的鉑基催化劑，這種催化劑具有高的機械強度，但鉑的消耗量并不比Pt/Rh催化劑減少，而且從使用的催化劑中難以回收鉑，

此外，從英國專利GB2，037606A中得知，在氨氧化器中，用含有最多達80%的鈀與20～14%金、30～42%鉑和少于1%的元素Cu、Co、Rh、Ir、Ag熔合的催化劑代替至少部分在催化劑/回收填料中的Pt/Rh網。各個組份均用重量百分數表示，在以下的本說明書中，當只用百分數表示時意為重量百分數。在氨的氧化過程中要求熔合的金屬能夠改變催化劑的活性，改變它們吸收鉑的能力和它們的機械性能。常用的Pd/Au（80/20）型吸收網代表最實用的催化劑。

這種催化劑最主要的缺點是其機械性能較差，因而在每個網的下面使用一個支承網，除非在編織催化劑網時使用粗絲。然而，后者的方案非常昂貴，這一點在美國專利4239833中描述，并且其催化效果比Pt/Rh催化劑還要差，尤其當鈀催化劑只與金熔合時更是如此。

本發明的主要目的是獲得一種用于氨氧化的催化劑物質，這種物質能夠全部或部分地替代普通的鉑/銠催化劑，這種物質可應用于由若干催化劑網，支承網和吸收網構成的網狀填料。本發明的另一個目的是使用上述物質吸收鉑，因此，這種物質將比常用的鈀/金（80/20）吸收網要好。

本發明的第三個目的是獲得一種具有極好的機械性能的催化劑和吸收材料，這將有可能減少支承網的用量。

最初發明人對催化劑物質和吸收物質分別提出了某些最簡單的要求，一般地說這些要求可以分為機械性能、催化效應和吸收鉑的性能。對于催化劑物質最終還應滿足下列標準：

對于氨的氧化催化效果/選擇性來說，從總體上講應至少與使用Pt/Rh（90/10）催化劑相同，理想的催化劑應該避免含有銠，因為銠會將氨和一氧化氮分解成氮。

由這種物質制造的網的機械性能至少應與Pt/Rh（95/5）網一樣好。

應盡可能地將催化劑物質編織成網，使其在本工藝的條件下具有一定的機械強度，而無需用支承網去支承催化劑網，在操作過程中，其機械強度基本上不應該下降。

催化劑網的總成本應比Pt/Rh網要低。

上述吸收網最終應滿足下列標準：

吸收性能比已知的物質如Pd/Ni和Pd/Au要好，機械性能應基本上比這些已知物質的網要強，這樣才能避免在每個吸收網下面安裝支承網。

人們發現，關于支承網問題是很重要的。最常用的支承網是含有約20%Cr和約5%Al的鋼網，但這種網會將氨分解為氮，因此它們不能用在有催化劑部分的填料中，甚至用作吸收網的支承網也由于它們的分解性質而遭拒絕。

很明顯應該使用貴金屬作為主要催化劑材料，不銹鋼的催化劑（美國專利4512964）由于其催化作用太低而不能使用。