[发明专利]清洗工业废气的方法

说明书

本申请是U.S.非临时申请，是基于俄罗斯申请No.99124383并要求它的优先权，因此它被收入供参考。

本发明提供一种从作为酚生产中的副产物产生的废气流中除去挥发性有机物的方法。具体地，本发明提供一种自废气流中除去甲醇和枯烯的方法，同时避免由于酚焦油的生成而使催化剂失活。

如果废气含有少量有机杂质，则除杂时要使用严格的等温条件。这类方法的履行包括向反应物加有效量的热。不同的催化体系可用作自废气中除去有机杂质的工业催化剂。一些催化剂含有贱金属，例如铬、钴、锆(俄罗斯专利No.2050976)，镁(美国专利No.4673558)，锰、铜(俄罗斯专利申请No.95102026)的氧化物。另一些催化剂含有贵金属，例如铂(美国专利NO.5702836)，钯和银(美国专利No.4673556)。近来，由贵金属载在复合氧化物载体上组成的催化体系广为流行(美国专利No.5585083)，尤其是第VIII族金属在钛和铈的氧化物上(美国专利No.4716859)，或例如钯和铑在铈氧化物上(美国专利No.4919903)。

清洗C₃烃和含氧化合物(包括无机氧化物)的废气的最普遍的方法公开于美国专利No.5292991，它描述了一种在600℃温度在含有铂和钯联合沉积在被锆和钛氧化物改性的ZSM型沸石上的催化剂存在下进行的方法。这一方法可达到98.1％的烃转化率。这一方法的缺点是需将蒸汽和气流，通常是富含氮气和蒸汽，加热到高温。还有，此法仅对清洗轻质烃的气流有效，这类烃不引起催化剂的树脂化。

已研制出含贵金属的催化组合物用于处理特定的一些有机化合物。例如按照US No.5653949的一种清洗有机溴化合物废气的已知低温方法是利用含有在锆、镁、铈和钴的氧化物上的铂族金属的催化剂，推荐使用在氧化铈上的钯/铑催化剂，以在清洗甲醇和甲醛时减低气流被加热所达到的温度。这一方法使减低反应温度至150℃成为可能。此法的缺点是仅能从废气流中除去甲醇和甲醛。因此，如果气流含有芳族氢过氧化物，它们引起催化剂树脂化，则这种方法是无效的。

美国专利No.5009872描述了一种清洗工业废气的方法，这些废气含有醛、醇和酮类，最高为5个碳原子的，在低温(不高于150℃)下，应用含有最高22％的至少两种支持在特定的疏水载体上的贵金属的催化剂体系。此法可清除废气流中90％的乙醇和93％的甲醛。该法的缺点仍是只能清洗为数不多的有机化合物的废气，它们的存在并不引起催化剂的树脂化(例如甲醇、乙醇、丙酮和甲醛)。

最接近于所建议方法的清洗含氧有机化合物废气的方法是使废气在沉淀于包括氧化铝在内的载体上的0.03-3.0％钯的催化剂上通过。这一方法在美国专利No.4450244中有述。按照美国专利No.4450244，此法在氧存在下于高温(即350或400℃)进行，在350℃下可保证各种含氧有机化合物的净化达到88-96％的水平，在400℃达到98-100％的水平。此法的优点是与先前某些专利中所述的催化剂相比贵金属的含量低和可提供较高的净化有机含氧化合物的程度。该法的缺点是：1)需要将气流加热至高温，和2)由于催化剂树脂化的结果不能清洗在有机氢化氧化物存在时指定的化合物的气流。

鉴于上述，要开展的工作在于研究出一种有效的清洗工业废气，包括含氧化合物，其中的芳族氢过氧化物的方法。

这里所述的防护床早期用于1)在4，4-二甲基-1，3-二噁烷(DMD)合成期间形成的副产物的热分解，和2)在由甲醛和异丁烯合成异戊二烯过程中在DMD分解时得到的吡喃部分的热分解(俄罗斯专利1695631，和俄罗斯专利88186，7/14/83)。在这些专利中，经受热分解的产物由吡喃和二噁烷型化合物组成，它们的性质与废气中存在的芳族氢过氧化物的化合物大大不同。

发明概述

为了简化利用减低废气(包括芳族氢过氧化物、枯烯还有甲酸)清洗温度的方法的技术，建议如下述进行该方法。

这里所说的废气含有芳族氢过氧化物杂质(例如氢过氧化枯烯)。典型的废气含有枯烯、氢过氧化枯烯、甲醇和甲酸。

为了除去杂质，先将废气通过防护床，然后通过钯催化剂。防护床保护钯催化剂免受分解的有机杂质的干扰，它们使钯催化剂由于焦油的生成而失活。这使得该方法是可行的，因为钯催化剂价格昂贵，并且在实用方法中经常不能被替换。

防护床的表面积为0.2-1.0m²g^-1，在应用前于800-1350℃温度下焙烧，焙烧后，防护床含有氧化铝、氧化铁(II)、氧化镁、氧化钙、氧化钾、氧化钠、氧化钛(IV)和氧化硅，它们的质量比(％)如下：