用于金属催化反应的活性点火促进剂转让专利

申请号 : CN200510076500.4

文献号 : CN1714929B

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发明人 : 亚伯拉罕·本德利

申请人 : 罗门哈斯公司

摘要 :

本发明包括一种或多种活性金属的催化剂点火促进剂。该催化剂点火促进剂很容易从包括废催化剂的许多金属原料制备,能迅速活化,并提供与构成催化转化器的金属性质无关的有效催化剂点火。构成点火促进剂的一种或多种活性金属是通过用一种或多种化学处理方法使它们接触而制备的。活性金属组分被制成合适点火促进体(被称为点火带),使其与通常是网形式的一种或多种氧化偶合催化剂接触。点火促进剂降低催化剂点火(也被称为“生火”)的活化能,能在较低自动点火温度下使新的,用过的,污染的,损坏的及其组合的催化剂网点火。

权利要求 :

1.一种用于制造氰化氢、硝酸、合成气、C2-C8烯烃、乙炔或甲醛的产品,它是由催化剂和与所述催化剂接触的催化剂点火促进体组成的,所述催化剂点火促进体包括一种或多种选自镍,铂,钯,钴,铑或铱的金属,所述催化剂点火促进体还包括占其重量1重量%以下的一种或多种金属的金属涂层,所述金属涂层选自镍,铂,钯,钴,铑或铱;

所述产品是用下列方法制得的:

a)提供包含一种或多种金属的一片或多片催化剂,所述金属选自镍,铂,钯,钴,铑或铱;

b)用一种或多种化学处理方法或一种或多种化学与物理处理相结合的方法处理一片或多片所述催化剂,从而使每片催化剂都涂有占其重量1重量%以下的一种或多种金属的金属涂层,所述金属选自镍,铂,钯,钴,铑或铱,得到催化剂点火促进体;和c)使该催化剂点火促进体与催化剂接触。

2.如权利要求1所述的产品,其特征在于在所述一片或多片催化剂上的金属涂层是由选自铂黑,阮内镍,金属卤化物,金属氨配合物,有机金属化合物,金属氢化物或其组合的一种或多种金属化合物制备的。

3.如权利要求2所述的产品,其特征在于所述有机金属化合物选自羰基金属或金属烯烃。

4.如权利要求1所述的产品,其特征在于所述金属涂层的重量占该促进体重量的0.05到0.75重量%。

5.如权利要求1或2所述的产品,其特征在于所述一种或多种金属的一片或多片催化剂选自:用过的催化剂,污染的催化剂,损坏的催化剂或其组合,并且是网形式的。

6.一种制备权利要求1-5中任一项所述产品的方法,所述方法包括:a)提供包含一种或多种金属的一片或多片催化剂,所述金属选自镍,铂,钯,钴,铑或铱;

b)用一种或多种化学处理方法或一种或多种化学与物理处理相结合的方法处理一片或多片所述催化剂,从而使每片催化剂都涂有占其重量1重量%以下的一种或多种金属的金属涂层,所述金属选自镍,铂,钯,钴,铑或铱,得到催化剂点火促进体;和(c)使该催化剂点火促进体与催化剂接触。

7.如权利要求6所述的方法,其特征在于金属涂层是由选自铂黑,阮内镍,金属卤化物,金属氨配合物,有机金属化合物,金属氢化物或其组合的一种或多种金属化合物制备的。

8.如权利要求7所述的方法,其特征在于所述有机金属化合物选自羰基金属或金属烯烃。

9.如权利要求6或7所述的方法,其特征在于所述金属涂层的重量占该催化剂重量的

0.05到0.75重量%。

10.如权利要求6所述的方法,其特征在于所述一种或多种金属的一片或多片催化剂选自:用过的催化剂,污染的催化剂,损坏的催化剂或其组合,并且是网形式的。

说明书 :

用于金属催化反应的活性点火促进剂

技术领域

[0001] 本发明涉及促进金属催化反应中所用的催化剂实现点火。更具体地说本发明涉及用于工业规模金属催化氧化反应的点火促进体,这些催化氧化反应包括但并不限于制造氰化氢(Andrussov法),硝酸(Ostwald法),合成气(一氧化碳和氢),烯烃,炔和甲醛。本发明的点火促进体能提高催化转化器的点火效率,使催化剂点火温度降低,使用过的,损坏的和/或污染的催化剂点火,防止多次点火失败并提高用特定催化剂在固定反应物转化率下的产物总产率。本发明进一步涉及制备活性金属点火促进剂的方法以及使用该催化剂点火促进剂的金属催化方法。技术背景
[0002] 许多重要的化学制造方法是金属催化的氧化反应。其实例包括但并不限于从甲烷和氨制造氰化氢,从甲烷和氧制造乙炔,从氨的氧化反应制造硝酸(Ostwald方法),从甲烷的蒸汽转化制造合成气,从乙烷制造乙烯,从丙烷制造丙烯,和从甲醇制造甲醛。氰化氢的工业制造是甲烷和氨的金属催化氧化偶合反应。反应物点火是使预先加热的原料气在高于270℃的温度下通过铂/铑网而实现的。不幸的是,点火启动问题,包括新催化剂,用过的催化剂,污染的催化剂和损坏的催化剂的点火失败,会导致大量生产损失,包括额外的催化剂成本和与后续重新开始催化剂点火尝试失败相关的反应器停工时间。另外,一次或多次催化剂点火失败会对催化产物的总产率产生不利影响。催化剂点火失败有许多可能的原因,包括但并不限于催化剂被来自原料气的一种或多种有机残渣,与反应器相关的一种或多种润滑油和/或压缩机油,及其混合物污染。尽管本领域已知增强催化点火过程的技术,包括提高反应进料的可燃性,提高进料温度,和提高反应器压力,催化剂点火问题还有许多障碍尚待克服。
[0003] 较低温度下的催化剂点火(也被称为催化剂生火)是非常理想的。美国专利4863893描述了一种降低制造硝酸时氨氧化反应点火温度的方法,其涉及使用网的大部分区域上负载超过4.0克/平方米铂涂层的铂-铑和铂-钯-铑网(认为是薄片),降低氨
氧化反应需要的点火温度,特别是使用氢作为点火燃料时。不幸的是,用铂黑镀织造催化剂网的大部分或整个区域是很昂贵,麻烦的并在工业上不是可行的。因此最理想的是,提供能在较低自动点火温度下引发催化剂点火的一种或多种催化剂点火促进剂。在工业上可行的催化剂点火促进过程的障碍是,发现能提供充分催化剂点火的一种或多种最佳点火促进剂,包括存在一种或多种污染物情况下的催化剂点火,用过的催化剂的点火,损坏的催化剂的点火,与固定反应物转化条件下良好产品转化(包括适当的产物选择性)相关的催化剂点火。尽管试图为金属催化氧化反应提供新颖和改进的催化剂,没有尝试过发现催化剂点火促进剂或者使用活性金属作为催化剂点火的点火剂带。
[0004] 发明人发现包括一种或多种活性金属的催化剂点火促进剂很容易从许多金属原料制备,包括废催化剂,新催化剂,损坏的催化剂,污染的催化剂及其组合。金属能迅速活化,被制成点火促进体的形式,使其与催化剂接触,提供有效的催化剂点火,而与构成催化转化器的金属性质无关。构成点火促进剂的一种或多种活性金属是通过一种或多种化学处理方法或者一种或多种化学和物理处理方法的组合使它们接触而制备的。活性金属组分被制成合适的点火促进体(被称为点火带),使其与一种或多种催化剂接触。点火促进剂降低催化剂点火(也被称为“生火”)的活化能,能在较低的自动点火温度下使新的,用过的,污染的,损坏的及其组合的催化剂网点火。

发明内容

[0005] 因此,本发明提供一种催化剂点火促进体,其包括:一种或多种选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其五元合金,其金属互化物及其组合的金属,促进体还包括占其重量1重量%以下的一种或多种金属的金属涂层,所述金属选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物,及其组合;其中所述金属用一种或多种化学处理方法或者一种或多种化学和物理处理方法的组合沉积在该促进体上。
[0006] 本发明提供一种制备一种或多种催化剂点火促进剂的方法,所述方法包括以下步骤:用一种或多种化学处理方法或者一种或多种化学和物理处理方法的组合对含有一种或多种金属的一片或多片催化剂进行处理,所述金属选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物,及其组合;其中每片催化剂都涂有占催化剂重量1重量%以下的一种或多种金属的金属涂层,所述金属选自镍,铂,钯,金,铑,银,钴,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物,及其组合。
[0007] 本发明提供一种制备一种或多种催化剂点火促进体的方法,所述方法包括以下步骤:(a)用一片或多片催化剂制备一个或多个促进体,所述催化剂包括一种或多种选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物,及其组合的金属;(b)用一种或多种化学处理方法或者一种或多种化学和物理处理方法的组合处理各促进体,其中各促进体都涂有占促进体重量1重量%以下的一种或多种金属的金属涂层,所述金属选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物,及其组合。
[0008] 本发明提供使用一种或多种金属催化剂,降低一种或多种反应物的点火温度的方法,所述方法包括使各催化剂与一个或多个点火促进体接触的步骤。
[0009] 本发明提供使一种或多种催化剂点火的方法,所述催化剂选自新催化剂,用过的催化剂,循环利用的催化剂,回收的催化剂,损坏的催化剂,污染的催化剂及其组合,所述方法包括使各催化剂与点火促进体接触的步骤。
[0010] 本发明提供一种在催化剂中重新形成催化部位的方法,所述方法包括使催化剂与一个或多个点火促进体接触,或者用一种或多种化学处理方法或者一种或多种化学与物理处理方法的组合处理一片或多片催化剂的步骤,所述催化剂包括一种或多种选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物及其组合的金属;其中每片催化剂都涂有占催化剂重量1重量%以下的一种或多种金属的金属涂层,所述金属选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物及其组合。
[0011] 本发明提供一种增加催化剂中的催化部位的方法,所述方法包括使催化剂与一个或多个点火促进体接触,或者用一种或多种化学处理方法或者一种或多种化学与物理处理方法的组合处理一片或多片催化剂的步骤,所述催化剂包括一种或多种选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物及其组合的金属;其中每片催化剂都涂有占催化剂重量1重量%以下的一种或多种金属的金属涂层,所述金属选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物及其组合。
[0012] 本发明提供制造氰化氢的方法,所述方法包括使铂/铑催化剂与一个或多个点火促进体接触的步骤。
[0013] 因此,本发明为工业规模金属催化反应提供了一种或多种催化剂点火促进体。所述催化剂点火促进体很容易从许多金属原料制备,包括但并不限于,例如用于制备催化剂的金属,新催化剂,废催化剂,损坏的催化剂,循环利用的催化剂,回收的催化剂,污染的催化剂及其组合。在一个实例中,特定点火促进体是从作为金属原料的相应催化剂制备的。在另一个实例中,特定点火促进体是从相应催化剂之外的金属原料制备的。点火促进剂降低催化剂点火(也被称为“生火”)的活化能,使新的,用过的,污染的,损坏的,循环利用的,回收的,及其组合的催化剂网在较低自动点火温度下点火。
[0014] 本发明中所用合适的金属包括和金属原料但并不限于镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,钌,钼,钒,铌,铟,铈及其合金。适用的合金包括但并不限于,例如二元合金,比如Pt/Rh,Rt/Ni,Pt/Co,Pt/Ag,Pt/Au,Pt/Cu,Pt/Ir,Pt/Re,Pt/Ru,Pt/Mo,Pt/Ce,Pd/Rh,Pd/Ni,Pd/Co,Pd/Ag,Pd/Cu,Rh/Co,Rh/Ni,Rh/Ag,Rh/Ru;三元合金,比如Pt/Pd/Rh,Pt/Pd/Ni,Pt/Pd/Ag,Pt/Pd/Ru和Pt/Pd/Co。其他适用金属包括选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,钌,钼和铈的金属互化物。其实例包括但并不限于Pt0.1-1.99Rh0.99-0.01,Pt2Rh,Ni0.1-1.99Pt0.99-0.01,PtxRhy,PtxNiy,PtxCoy,PtxRhyIrz和PtxRhyIrz,其中x=0.1-100,y=0.1-100且z=0.1-100。与合金比较(两种或多种金属的固溶体)时,这里用金属互化物表示具有化学计量或非化学计量式的各个中间化合物。
[0015] 点火促进体可以制成各种三维形状。在一个实例中,特定点火促进体的三维形状对应于特定催化剂的三维形状。在另一个实例中,特定点火促进体的三维形状不对应于特定催化剂的三维形状。点火促进体的合适形状包括但并不限于,例如纤维线,针,泡沫,海绵体,多孔固体,多孔颗粒,纤维片,针织网,织造网及其组合。在一个实例中,点火促进体采用特定金属催化反应中所用催化剂的形状。在另一个实例中,点火促进体采用不同于特定金属催化反应中所用催化剂的形状。
[0016] 点火促进体还包括占其重量1重量%以下的金属涂层。在一个实例中,金属涂层的重量占促进体重量的0.01到1重量%之间,包括0.05到0.75重量%。金属涂层含有一种或多种选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,钌,钼,钒,铌,铟,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物及其组合的金属;其中该金属用一种或多种化学处理方法或者化学与物理处理方法的组合沉积在所述促进体上。在一个实例中,金属涂层含有与催化剂相同的组成。在另一个实例中,金属涂层含有与催化剂不同的组成。
[0017] 点火促进体上负载的金属量小于0.5克/平方米。在一个实例中,金属负载量在0.003克/平方厘米到0.5克/平方米之间,包括0.004克/平方厘米到0.001克/平方
米。
[0018] 制备一种或多种催化剂点火促进体的方法包括以下步骤:(a)从一片或多片催化剂制备一个或多个促进体,所述催化剂包括一种或多种选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物及其组合的金属;(b)用一种或多种化学方法或者一种或多种化学与物理方法的组合处理各促进体,其中各促进体都涂处理有占其重量1重量%以下的一种或多种金属的金属涂层,所述金属选自镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,铈,其合金,其二元合金,其三元合金,其金属互化物及其组合。
[0019] 用一种或多种化学处理方法或者一种或多种化学与物理处理方法的组合,将活性金属沉积在点火促进体或催化剂片上。这里所用活性金属是指其催化活性部位的量和比例高于未经处理金属的金属。在本发明的一个实例中,活性金属组分被制成点火促进体(也被称为点火带),使其与特定催化剂接触。在另一个实例中,活性金属组分被加入催化剂的处理过的片中。本发明的一个优点在于,与完全涂布的大面积催化网相比,小带状的点火促进剂或者催化剂的处理部分具有大的总表面积,特点在于前者点火所需的金属表面涂层超过50平方厘米/克到500平方厘米/克。第二个优点在于,本发明点火促进剂的金属负载比传统方法要小,后者点火时每平方米催化剂需要至少0.5克金属。本发明第三个优点在于,与涂布大面积催化剂需要的特殊操作相比,催化剂点火促进体能迅速制备,并与催化剂接触,反应器停工时间最短,涂层催化剂储存安全,而且与要求较多量铂涂层相关的相应成本降低。本发明第四个优点在于,使用点火促进体能使用过的催化剂,损坏的催化剂,污染的催化剂以及组合成功地点火。
[0020] 使用一种或多种化学处理方法或者一种或多种化学与物理处理方法的组合,将活性金属加入点火促进器中,使其含有与未经处理金属相比更多量和比例的催化活性部位。适用的化学处理方法和物理处理方法包括但并不限于,例如使点火促进带与一种或多种金属化合物接触。该一种或多种金属化合物能被热分解或光分解,包括被化学和电化学还原,在点火促进带上形成活性催化金属部位。在点火促进带上加入活性金属的其他方法包括但并不限于,例如在点火带表面上化学气相沉积催化活性金属,用化学沉积方法在点火带表面上沉淀催化活性金属,在点火带表面上电镀催化活性金属,在点火带表面上溅射催化活性金属,和在点火带表面上物理气相沉积催化活性金属。
[0021] 适用于在点火促进带上沉积活性金属的金属化合物包括但并不限于,例如使点火促进体与金属化合物接触,所述金属化合物选自:铂黑,Raney Ni,金属卤化物,其中金属包括但并不限于,例如镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,钌,钼,钒,铌,铟,铈及其组合,所述卤化物选自F,Cl,Br,I及其组合,金属氨配合物,有机金属化合物,包括但并不限于,例如羰基金属和金属烯烃,其中金属包括但并不限于,例如镍,铂,钯,钴,铑,银,金,铜,铱,铼,钌,钼,钒,铌,铟,铈及其组合,和金属氢化物络合物。
[0022] 本发明提供使一种或多种催化剂点火的方法所述催化剂选自新催化剂,用过的催化剂,循环利用的催化剂,回收的催化剂,损坏的催化剂,污染的催化剂以及组合,所述方法包括使各催化剂与一个或多个点火促进体接触的步骤。
[0023] 在一个实例中,本发明的点火促进体降低使新催化剂点火的活化能,使新催化剂能在较低温度下点火,即该低温类似于表面积较大的相应的用过的催化剂的点火温度。反应物点火发生在点火促进体接触催化剂的部位,之后使催化剂完全点火,这可以通过目视观察和用热电偶设备测量温度而证实。
[0024] 在另一个实例中,本发明的点火促进体能使被一种或多种有机化合物污染过的催化剂点火,所述有机化合物包括但并不限于,例如润滑油,压缩机油,石蜡残渣,反应物中的C8-C22烃,残渣油,反应物残渣,反应器碎片,烟灰,灰尘,产物残渣及其组合。反应物点火发生在点火促进体接触催化剂的未经污染部位,之后使催化剂完全点火,这可以通过目视观察和用热电偶设备测量温度而证实。使用短时间的预加热同时使原料进入催化转化器中,能在被污染的催化剂上成功地点火。其一个优点在于,与传统点火方法相比,本方法将催化剂进一步污染降至最小。
[0025] 在另一个实例中,本发明的点火促进体能使损坏的催化剂点火,损坏情况包括但并不限于例如反应物高温烧去,催化剂氧化,催化部位被破坏,不能形成产物的不利反应以及组合。用点火促进体接触催化剂的损坏部位,提供修复催化剂损坏部位的额外优点。反应物点火发生在促进体接触催化剂的损坏部位,之后使催化剂完全点火,这可以通过目视观察和用热电偶设备测量温度而证实。
[0026] 在另一个实例中,本发明的点火促进体通过重新形成催化部位使用过的催化剂,循环利用的催化剂和回收的催化剂点火。形成产物特定催化部位是催化过程中的一个动态过程,催化部位是连续不断地形成和破坏的。在某些情况下,催化部位的破坏很严重,导致产率急剧下降,反应停止。使用点火促进体能成功地重新形成催化部位,使用过的,循环利用的或回收的催化剂立即点火。反应物点火发生在点火促进体接触催化剂的重新形成催化部位,之后使催化剂完全点火,这可以通过目视观察和用热电偶设备测量温度而证实。
[0027] 本发明为工业规模的金属催化反应提供了一种或多种催化剂点火促进体。
[0028] 在一个实例中,本发明为从甲烷和氨用Pt/Rh网的氧化偶合反应制造氰化氢提供活性点火促进体。这种网通常由金属合金构成,包括但并不限于例如Pt/Rh(90%/10%),Pt/Rh(95%/5%)和Pt/Rh/Pd(90%/5%/5%)。通常网是由最小直径约为0.003英寸(0.008厘米)的金属丝织造而成的至少80个筛孔/英寸(31.5个筛孔/厘米)的平筛网。
制备点火促进体方法为,切割7-10片不规则或规则尺寸的用过的催化剂网,其最小面积为
4平方厘米。将网置于铂化合物的水溶液中,煅烧,使铂化合物分解,在每个网上形成Pt金属涂层。每个促进体上的金属Pt负载占该促进体重量的0.01到1重量%。使促进体与Pt/Rh催化剂接触,用热电偶设备测量点火温度。在优化的反应物质量处理量条件下操作的装置中,使预先加热的原料气在点火促进体附近在230到260℃的温度下点火,并爬升到
1100到1250℃的操作温度。第一次点火成功的概率大于95%。氰化氢的催化活化发生在多层网表面上的结晶氰化物部位。
[0029] 适用于化学处理并将活性金属加在点火促进带中的化合物包括但并不限于,例如铂黑,铂棉,Raney Ni,铂(II)卤化物(PtF2,PtCl2,PtBr2和PtI2),铂(IV)卤化物(PtF4,2- 2- 2- 2-
PtCl4,PtBr4和PtI4),铂(VI)卤化物物(PtF6 ,PtCl6 ,PtBr6 和PtI6 ),Zeise盐,Pt(II),Pt(IV)和Pt(VI)的氨配合物,氯铂酸(H2PtCl6),溴铂酸(H2PtBr6),有机金属Pt(O)化合物,包括但并不限于,例如双(乙烯)铂化合物和二乙烯基四烷基硅氧烷Pt(O)化合物,乙酰丙酮铂,氰化铂和氢化铂配合物。催化形式的铂,铂黑通过上述铂化合物的热,光化学分解沉积在点火带上。铂化合物的电化学和化学还原也能在点火带上形成铂黑。铂以及其他催化金属(比如Raney Ni)也是通过化学或化学与物理处理方法的组合而沉积在点火带上的。
[0030] 特定氰化氢催化部位的形成是一个动态过程,随着反应的进行,催化部位持续不断地形成和破坏。在催化过程中,催化网的表面积显著增加,重新构造形成小面,凹陷,晶须和结晶催化部位,以及催化非活性的无定形区域。网中催化部位的重新构造是各向异性的,结晶催化活性部位迁移到无定形催化非活性部位。接近网寿命终点时,反应部位到达下面金属层,老化的网停止形成新的催化氰化物部位。而且,在催化剂的寿命期间,催化部位的数量逐渐减少,导致氰化氢产率降低,需要更换催化网。
[0031] 点火促进剂能降低催化剂点火(也被称为“生火”)的活化能,能使新的,用过的,污染的,损坏的和其组合的催化剂网在较低自动点火温度下点火。本发明的催化点火促进剂能将氰化氢催化部位置恢复至结晶活性形式。而且,点火促进剂能加强废催化剂的活性,使催化氰化物部位净增加。使用活性催化剂点火促进剂导致出乎预料地增加从甲烷和氨制造氰化氢时催化剂点火的可靠性,产生更高的制造产量,减轻会损害和/或破坏催化剂的氨与甲烷燃烧现象,并延长催化剂寿命。
[0032] 在另一个实例中,本发明为从氨-空气混合物的氧化反应通过金属催化制造硝酸提供活性点火促进体。常用于制造硝酸的网通常由铂族金属合金(主要是90%Pt∶10%Rh和90%Pt∶5%Rh∶5%Pd)构成,通常由约0.003英寸直径的金属丝织造成每线性英寸约80根丝的筛网。可以使用其它的网目和金属丝直径的组合。详细报道参见Roberts和Gillespie,“氨氧化反应的铂催化剂要求评价”45 Advances in Chemistry Series No.133,Chemical ReactionEngineering II第600-611页。还可以参见美国专利3660024。
制备点火促进体方法为,切割7-10片不规则或规则尺寸的用过的催化剂网,最小面积为4平方厘米。将网置于铂化合物的水溶液中,煅烧,使铂化合物分解,在各网上形成Pt金属涂层。各促进体上负载的金属Pt占该促进体量的0.01到1重量%。使促进体与Pt/Rh催化剂接触,用热电偶设备测量点火温度。在反应物质量处理为8500磅/平方英尺·小时操作装置中,预先加热的原料气在点火促进体附近在230到260℃的温度下发生点火。第一次点火成功的概率大于90%。
[0033] 如上所述用网片制造活性点火促进体,并用氯铂酸处理,然后热还原,在点火带上形成比催化网更高浓度的铂黑部位。本发明的点火促进体具有优于完全涂布传统氨氧化反应催化剂网的许多特点。一个优点在于,本发明点火促进剂的金属负载小于点火需要的每平方米催化剂网0.5克金属。本发明第二个优点在于,与涂布大面积催化剂需要的特殊操作相比,催化剂点火促进体能迅速制备和与催化剂接触,反应器停工时间最短,能安全储存涂层催化剂,与所需铂涂层相关的成本降低。本发明的第三个优点在于,使用点火促进体能使用过的催化剂,损坏的催化剂,污染的催化剂及其组合成功地点火。
[0034] 在另一个实例中,本发明为从甲烷-空气混合物通过金属催化的氧化反应制造乙炔提供活性点火促进体。传统的反应物点火方法是使预先加热的原料气在大于500到800℃的温度下通过多层铂网和Pt涂布的单片材料(比如α-氧化铝)或者铑网。甲烷的催化活化以及随后甲基偶合是在催化剂表面上的晶体部位发生的。本发明的活性点火带是由催化剂制品通过从上述铂化合物沉积铂黑Pt/C,铂黑和Pt/C的组合的涂层,或者通过卤化铑(比如RhCl3,(NH3)2RhCl6)热分解沉积Rh金属涂层而制备的。制备点火促进体方法为,切割7-10片不规则或规则尺寸的用过的催化剂,最小面积是4平方厘米。各促进体上负载的金属是占该促进体重量0.01到1重量%的Pt或Rh。使促进体与催化剂接触,用热
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电偶设备测量点火温度。在低于500℃的温度,使空速至少为10 小时 的条件下使预先加热原料气在点火促进体附近点火。
[0035] 在另一个实例中,本发明为从C2-C8烷烃-空气混合物的金属催化氧化制造C2-C8烯烃提供活性点火促进体。使预先加热的原料气通过多层负载和未负载的铂或铑催化剂在大于500℃的温度下使反应物点火。本发明的活性点火带是从催化剂制品通过从上述铂化合物沉积铂黑,Pt/C,铂黑和Pt/C的组合的涂层或者通过卤化铑(比如RhCl3,(NH3)2RhCl6)热分解沉积Rh金属涂层而制备的。制备点火促进体方法为,切割7-10片不规则或规则尺寸的用过的催化剂,最小面积为4平方厘米。各促进体上负载的金属是占该促进体重量0.01到1重量%的Pt或Rh。使促进体与催化剂接触,用热电偶设备测量点火温度。在低于500℃5 -1
的温度,空速至少为10 小时 下使预先加热原料气在点火促进体附近点火。
[0036] 在另一个实例中,本发明为用蒸汽转化从甲烷金属催化氧化反应制造合成气提供活性点火促进体。使预先加热的原料气在1000-1500℃、压力(20到85巴)下通过Ni催化剂(包括负载在陶瓷单片材料上的Ni),使反应物点火。本发明的活性点火带是由催化剂制品通过从包括但并不限于Raney Ni的镍化合物,上述AlNi合金沉积Ni涂层,或者通过化学还原或热分解卤化镍(比如NiCl2),羰基镍Ni(CO)4或有机金属Ni化合物沉积Ni金属涂层而制备的。制备点火促进体的方法为,切割7-10片不规则或规则尺寸的用过的催化剂,最小面积为4平方厘米。各促进体上负载的金属是占该促进体重量0.01到1重量%的Ni。4
使促进体接触催化剂,用热电偶设备测量点火温度。在低于1000℃的温度,空速至少是10-1
小时 下使预先加热原料气在点火促进体附近点火。
[0037] 在另一个实例中,本发明为使用银催化剂和湿气体循环(WGR)或Pt涂层单片材料在短接触时间下通过金属催化的氧化发应从甲醇制造甲醛提供活性点火促进体。在压力高于600℃的温度下使预先加热原料气通过结晶银针,使反应物点火。甲烷的催化活化发生在多层网表面上的结晶H2CO部位。本发明的活性点火带是从Ag催化剂制品通过从包括但并不限于卤化银(比如AgCl,AgCl2),羰基银Ag(CO)或有机金属Ag化合物的银化合物沉积Ag涂层而制备的。制备点火促进体方法为,切割7-10片不规则或规则尺寸的用过的催化剂,最小面积为4平方厘米。各促进体上负载的金属是占该促进体重量0.01到1重量%的Ag。使促进体接触催化剂,用热电偶设备测量点火温度。在低于600℃的温度,空速至少4 -1
10 小时 下使预先加热原料气在点火促进体附近点火。
[0038] 通过以下说明性实施例进一步说明本发明的用途,不应将其视为是限制性的。而且,给出的实施例是大致体现本发明权利要求范围的代表性实施例。

具体实施方式

[0039] 实施例
[0040] 将各废弃或用过的铂网带切割成不规则的片(2.54厘米乘5.08厘米)。在室温下将铂带浸入坩埚中氯铂酸水溶液(13.7%,含有6.5重量%Pt)中2小时,活化铂带。滗析氯铂酸溶液,将坩埚置于加热炉中,在氩气气氛中加热至450℃2小时。将网带冷却至室温并保存在氩气气氛中的黑暗处。化学处理的结果是,活性网带加入了额外的0.20重量%的Pt。使若干片活性催化剂点火促进带接触用于制造丙酮合氰化所的铂催化剂网。第一次尝试就能使转化器成功地点火。随着压力从0增加到36psig,在7.0∶11.5空气/NH3和0.70∶1.2CH4/NH3的进料气比例下发生点火。用多路温度记录单元测量,点火时的温度是