[发明专利]煅烧活性炭负载的PGM催化剂的方法

说明书

一种煅烧活性炭负载的PGM催化剂的方法，所述方法包括多层布置的联合煅烧，其中所述多层布置包括(i)颗粒状活性炭负载的PGM催化剂顶层，(ii)位于所述顶层下面的粗炭层，并且任选地，(iii)位于所述粗炭层下面的颗粒状焦炭层，并且其中向上流动的氧化气体在煅烧过程中均匀地通过所述多层布置。

详细说明

在整个本公开和权利要求中使用的术语“PGM”应指一种或多种选自钌，铑，钯，锇，铱和铂的铂族金属，并且特别地，选自钯和铂。

本发明涉及煅烧活性炭负载的PGM催化剂的方法，特别是用过的(废)活性炭负载的PGM催化剂。

在整个本公开和权利要求中使用的术语“活性炭负载的PGM催化剂”应指包含配备有一种或多种催化活性的PGM的活性炭载体(活性炭载体，由活性炭制成的载体)的非均相催化剂。活性炭载体包含活性炭或由活性炭组成。活性炭可以源自各种天然来源，例如来自木材，泥炭或椰子壳的活性炭。一种或多种PGM可以以元素形式和/或以一种或多种PGM化合物(例如PGM氧化物)的形式存在于活性炭的内表面和/或外表面上。这种活性炭负载的PGM催化剂的总PGM含量可以在例如0.1至5重量％，特别是0.1至1重量％的范围内。这种活性炭负载的PGM催化剂是本领域技术人员公知的。它们用于各种工业化学过程，特别是工业加氢过程。

通过基本上烧掉载体活性炭，煅烧活性炭负载的PGM催化剂作为PGM富集的措施是众所周知的。例如，国际专利公开号WO 2007/036334公开了这种煅烧方法。

在本公开中，区分可燃活性炭负载的PGM催化剂和最小可燃活性炭负载的PGM催化剂。

可燃活性炭负载的PGM催化剂具有活性炭载体，其具有特征在于在25至≤28分钟后重量损失为50％的煅烧行为，其中重量损失通过各种活性炭的小(约8至16mg)粉末样品的TGA(热重分析)在空气气氛中以200℃的起始温度和20℃/分钟的加热速率测定。在200℃的起始温度下测定约8至16mg的100％起始重量。来自木材或泥炭的活性炭是具有这种煅烧行为的活性炭的实例。实例包括市售的活性炭类型，例如由佐治亚州阿尔法利塔(Alpharetta)的Cabot Corporation制造的SX Plus和由宾夕法尼亚州月亮镇(Moon Township)的Calgon Carbon Corporation制造的3S和CXV。

另一方面，最小可燃活性炭负载的PGM催化剂具有活性炭载体，其具有差的煅烧行为，其特征在于在>28分钟后50％的重量损失，例如>28至35分钟，其中重量损失通过与前一段中公开的相同TGA测量方法和在相同条件下测定。如果50％的重量损失花费超过35分钟，则温度保持在800℃且不升高到800℃以上。来自椰子壳的活性炭是这种类型的具有差煅烧行为(如上所定义)的活性炭的一个例子。实例包括市售活性炭类型，例如C33spezial和CCP 90FF spezial，均由德国法兰克福的Donau Carbon GmbH制造。

需要一种改进的煅烧活性炭负载的PGM催化剂的方法，特别是煅烧最小可燃活性炭负载的PGM催化剂的方法。在后一种情况下，在腔室炉内简单地烧掉活性炭负载的PGM催化剂的碳的标准程序可能花费太多时间并且可能是无效的，即碳的去除可能不合需要地不足。这增加了处理时间并因此增加了成本。

已经发现，上述需求可以通过本文所述的方法实现。

本发明的方法是煅烧方法。这是一种煅烧活性炭负载的PGM催化剂的方法，其特征在于联合煅烧多层布置，所述多层布置包括：(i)颗粒状活性炭负载的PGM催化剂顶层，(ii)位于所述顶层下面的粗炭层，和任选地，(iii)位于所述粗炭层下面的颗粒状焦炭层，其中向上流动的氧化气体在煅烧过程中均匀地通过所述多层布置。

颗粒状活性炭负载的PGM催化剂顶层