Катализатор тройного действия и его использование в выхлопных системах

Изобретение относится к катализатору тройного действия. Описан катализатор тройного действия для использования в выхлопной системе для двигателей внутреннего сгорания, включающий в себя: (1) содержащую серебро экструдированную цеолитную подложку; и (2) слой катализатора, расположенный на этой содержащей серебро экструдированной цеолитной подложке, в котором слой катализатора содержит нанесенный катализатор на основе металлов платиновой группы, содержащий один или более металл платиновой группы и один или более неорганический оксидный носитель, содержащая серебро экструдированная цеолитная подложка содержит от 35,315 до 24720,27 г/м3 серебра. Технический результат – улучшенная очистка выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к катализатору тройного действия и его использованию в выхлопной системе двигателей внутреннего сгорания.

Уровень техники, предшествующий изобретению

Двигатели внутреннего сгорания производят выхлопные газы, содержащие различные загрязняющие вещества, в том числе углеводороды, монооксид углерода и оксиды азота ("NOx"). Системы контроля выбросов, в том числе катализаторы выхлопных газов, широко используются для уменьшения количества этих загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу. Катализатором, часто используемым для применения в бензиновых двигателях, является "катализатор тройного действия" (КТД). КТД выполняют три основные функции: (1) окисление СО; (2) окисление несгоревших углеводородов; и (3) восстановление NOx до N2.

КТД, как и другие катализаторы выхлопных газов, как правило, достигают очень высокой эффективности, как только они достигают своей рабочей температуры (как правило, 200°C и выше). Тем не менее, эти системы относительно неэффективны ниже рабочей температуры (период "холодного запуска"). В то время как еще более жесткое национальное и региональное законодательство снижает количество загрязняющих веществ, которое может выбрасываться из дизельного или бензинового двигателя, снижение выбросов в период холодного запуска становится серьезной проблемой. Таким образом, продолжают изучаться способы снижения уровня NOx и углеводородов, выбрасываемых во время состояния холодного запуска.

Для контроля углеводородов при холодном запуске в качестве компонентов, улавливающих углеводороды, были исследованы ловушки углеводородов (УВ), включая цеолиты. В этих системах цеолитный компонент адсорбирует и сохраняет углеводороды во время начального периода и выпускает сохраненные углеводороды, когда температура выхлопных газов достаточно высока для десорбции углеводородов. Десорбированные углеводороды затем перерабатываются с помощью компонента КТД либо, включенного в УВ ловушку, либо отдельного КТД, размещенного ниже по потоку относительно УВ ловушку.

Например, в патенте США № 5772972 описывается гибридная система улавливающего углеводороды материала и материала катализатора тройного действия на основе палладия. В патенте США № 6617276 описывается структура катализатора, содержащая первый слой, состоящий по существу из цеолита, адсорбирующего углеводороды, и активного металла из числа K, Rb или Cs, которым пропитан цеолит, по меньшей мере, один дополнительный слой, состоящий в основном из по меньшей мере одного металла платиновой группы, и подложку катализатора, на которой расположены первый слой и один или несколько дополнительных слоев. В европейском патенте № 1129774 А описывается элемент, адсорбирующий углеводороды, который содержит цеолит с молярным отношением SiO2:Al2O3 равным 100 или более, средним диаметром первичных частиц 1 мкм или менее и не содержит элемента одновалентных металлов. В патенте США № 6074973 описывается материал каталитической ловушки углеводородов, содержащий палладий и серебро, диспергированные по носителю из оксидов металлов с большой площадью поверхности и материал цеолита, такого как один или более из ZSM-5, Бета, Y и других подходящих цеолитов.

В заявке на патент США № 2012/0117953 А1 описывается катализатор тройного действия, который содержит экструдированное твердое тело, содержащее 10-100 масс.% по меньшей мере одного связующего компонента/матрицы, 5-90 масс.% цеолитных молекулярных сит, нецеолитных молекулярных сит или смеси любых двух типов этих сит и необязательно 0-80 масс.% стабилизированного оксида церия. Данный катализатор содержит по меньшей мере один благородный металл и необязательно по меньшей мере один неблагородный металл, в котором: (I) по меньшей мере один благородный металл нанесен в один или более покрывающий(их) слой(ев) на поверхности экструдированного твердого тела; (II) по меньшей мере один металл распределен по объему экструдированного твердого тела, и по меньшей мере один благородный металл нанесен в один или более покрывающий(их) слой(ев) на поверхности экструдированного твердого тела; или (III) по меньшей мере один металл распределен по объему экструдированного твердого тела, присутствует в более высокой концентрации на поверхности экструдированного твердого тела, и по меньшей мере один благородный металл также нанесен в один или более покрывающий(их) слой(ев) на поверхности экструдированного твердого тела. Кроме того, в заявке на патент США № 2012/0308439 А1 описывается катализатор холодного запуска, который содержит (1) цеолитный катализатор, включающий в себя основной металл, благородный металл и цеолит, и (2) нанесенный катализатор на основе металла платиновой группы, содержащий один или более металл платиновой группы и один или несколько неорганических оксидных носителей.

Как и с любой автомобильной системой или процессом желательно достичь дальнейших дополнительных улучшений в системах очистки выхлопных газов, особенно в условиях холодного запуска. Мы открыли новый катализатор тройного действия, который обеспечивает улучшенную очистку выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение представляет собой катализатор тройного действия для применения в выхлопной системе. Данный катализатор тройного действия включает в себя содержащую серебро экструдированную цеолитную подложку. Катализатор тройного действия также включает в себя слой катализатора, который расположен на содержащей серебро экструдированной цеолитной подложке. Данный слой катализатора содержит нанесенный катализатор на основе металла платиновой группы, содержащий один или более металл платиновой группы и один или более неорганический оксидный носитель. Изобретение также включает в себя выхлопную систему, содержащую данный катализатор тройного действия.

Подробное описание изобретения

Катализатор тройного действия по настоящему изобретению включает в себя содержащую серебро экструдированную цеолитную подложку.

Цеолит такой содержащей серебро экструдированной цеолитной подложки может быть любым натуральным или синтетическим цеолитом, включая молекулярные сита, и предпочтительно, состоит из алюминия, кремния и/или фосфора. Цеолиты, как правило, имеют трехмерную компоновку SiO4, AlO4 и/или PO4, которые соединены общими атомами кислорода. Цеолитные структуры, как правило, являются анионными структурами, которые уравновешиваются компенсирующими заряд катионами, обычно элементами щелочных и щелочноземельных металлов (например, Na, К, Mg, Ca, Sr и Ва), а также протонами.

В предпочтительном варианте данный цеолит представляет собой бета-цеолит, фоязит (такой как Х-цеолит или Y-цеолит, включая NaY и USY), L-цеолит, цеолит ZSM (например, ZSM-5, ZSM-48), SSZ-цеолит (например, SSZ-13, SSZ-41, SSZ-33), цеолит AEI структуры, морденит, шабазит, оффретит, эрионит, клиноптилолит, силикалит, цеолит на основе фосфата алюминия (включая металлоалюмофосфаты такие как SAPO-34), мезопористый цеолит (например, МСМ-41, МСМ-49, SBA-15) или их смесь; в более предпочтительном варианте цеолиты представляют собой бета-цеолит, цеолит ZSM-5, или SSZ-33, или Y-цеолит. В наиболее предпочтительном варианте цеолит наиболее представляет собой бета-цеолит, цеолит ZSM-5 или SSZ-33.

Экструдированная цеолитная подложка может быть образована любым известным способом. Как правило, цеолит экструдируют с образованием проточной подложки или подложки в виде фильтра, а в предпочтительном варианте экструдируют с образованием сотового проточного монолита. Экструдированные цеолитные подложки и сотовые тела, а также процессы их получения, известны специалистам в данной области техники. Смотрите, например, патенты США №№ 5492883, 5565394 и 5633217 и патент США № 34804. Как правило, цеолитный материал смешивают с постоянным связующим, таким как силиконовая смола и временным связующим, таким как метилцеллюлоза, и полученную смесь экструдируют с формированием зеленого сотового тела, которое затем прокаливают и спекают для формирования конечной экструдированной цеолитной подложки.

Экструдированная цеолитная подложка может быть выполнена в виде проточной подложки или подложки в виде фильтра. Если образуется проточная подложка, она предпочтительно представляет собой проточный монолит, имеющий сотовую структуру с множеством небольших, параллельных тонкостенные каналов, проходящих в осевом направлении через подложку и простирающихся на всем протяжении от входного или выходного каналов подложки. Поперечное сечение каналов подложки может иметь любую форму, но предпочтительно является квадратным, синусоидальным, треугольным, прямоугольным, шестиугольным, трапециевидным, круглым или овальным.

Если формируется подложка в виде фильтра, то такая содержащая серебро экструдированная цеолитная подложка, предпочтительно представляет собой монолитный фильтр с пристеночным течением. Каналы фильтра с пристеночным течением поочередно блокируются, что позволяет потоку выхлопных газов проходить в канал из входного канала, затем проходить через стенки канала и выходить из фильтра через разные каналы, ведущие к выходному каналу. Таким образом, частицы в потоке выхлопных газов улавливаются фильтром.

Цеолит может содержать серебро до начала экструзии таким образом, что содержащую серебро экструдированную цеолитную подложку получают с помощью процедуры экструзии. Если цеолит содержит серебро до начала экструзии, серебро может быть добавлено к цеолиту для образования содержащего серебро цеолита с помощью любых известных средств, способ добавления не считается особенно критичным. Например, соединение серебра (такое, как нитрат серебра) может быть добавлено к цеолиту путем пропитки, адсорбции, ионного обмена, пропитки по влагоемкости, осаждения и т.п.

Если экструдированная цеолитная подложка изначально формируется без серебра, то затем в экструдированный цеолитный монолит вводят серебро для получения содержащей серебро экструдированной цеолитной подложки. В предпочтительном варианте экструдированный цеолитный монолит подвергают процедуре пропитки для введения серебра в цеолитный монолит.

В предпочтительном варианте содержащая серебро экструдированная цеолитная подложка содержит от 35,315 до 24720,27 г/м3 серебра, в более предпочтительном варианте от 353,147 до 7062,93 г/м3 серебра.

Катализатор тройного действия также содержит слой катализатора, который расположен на содержащей серебро экструдированной цеолитной подложке. Данный слой катализатора содержит нанесенный катализатор на основе металла платиновой группы. Данный нанесенный катализатор на основе металла платиновой группы содержит один или боле металл платиновой группы ("МПГ") и один или более неорганический оксидный носитель. Данный МПГ может быть платиной, палладием, родием или их комбинацией и в наиболее предпочтительном варианте представляет собой палладий и родий. Неорганические оксидные носители, как правило, включают в себя оксиды элементов 2, 3, 4, 5, 13 и 14 групп. Подходящие неорганические оксидные носители предпочтительно имеют площадь поверхности в интервале от 10 до 700 м2/г, объем пор в интервале от 0,1 до 4 мл/г и диаметр пор от около 10 до 1000 ангстрем. Неорганический оксидный носитель предпочтительно представляет собой оксид алюминия, диоксид кремния, диоксид титана, диоксид циркония, диоксид церия, оксиды ниобия, оксиды тантала, оксиды молибдена, оксиды вольфрама, или смешанные оксиды, или композитные оксиды любых двух или более из них, например, диоксид кремния-оксид алюминия, диоксид церия-диоксид циркония или оксид алюминия-диоксид циркония-диоксид церия. Оксид алюминия и композитный оксид диоксид церия-диоксид циркония являются особенно предпочтительными.

Нанесенный катализатор на основе металла платиновой группы может быть получен с помощью любых известных средств. В предпочтительном варианте один или более металл платиновой группы вводят в один или более неорганический оксид с помощью любых известных средств для образования нанесенного катализатора на основе МПГ, способ добавления не считается особенно критическим. Например, соединение палладия (такое как нитрат палладия) может быть нанесено на неорганический оксид путем пропитки, адсорбции, ионного обмена, пропитки по влагоемкости, осаждения и т.п. Другие металлы также могут быть добавлены к нанесенному катализатору на основе МПГ.

Слой нанесенного катализатора на основе МПГ помещают на содержащей серебро экструдированной цеолитной подложке. Слой нанесенного катализатора на основе МПГ может быть помещен на содержащей серебро экструдированной цеолитной подложке с помощью способов, хорошо известных специалистам в данной области техники. В предпочтительном варианте нанесенным катализатором на основе металла платиновой группы покрывают содержащую серебро экструдированную цеолитную подложку с использованием техники намывного слоя для получения катализатора тройного действия по настоящему изобретению.

Типичный процесс получения катализатора тройного действия с использованием техники намывного слоя изложен ниже. Следует понимать, что описанный ниже процесс может изменяться в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.

В предпочтительном варианте техника намывного слоя осуществляется путем первоначального суспендирования мелкоизмельченных частиц нанесенного катализатора платиновой группы в соответствующем растворителе, предпочтительно в воде, с образованием суспензии. Дополнительные компоненты, такие как оксиды переходных металлов, связующие вещества, стабилизаторы или вспомогательные вещества могут также быть включены в суспензию в виде смеси водорастворимых или водонерастворимых соединений. В предпочтительном варианте данная суспензия содержит от 10 до 70 масс.% твердых веществ, в более предпочтительном варианте от 30 до 50 масс.%. В предпочтительном варианте частицы нанесенного катализатора платиновой группы подвергают обработке измельчением (например, размалывание) до формирования суспензии таким образом, что средний размер частиц твердых частиц становится менее 20 мкм в диаметре.

Затем содержащая серебро экструдированная цеолитная подложка может быть погружена один или несколько раз в данную суспензию или суспензия может быть нанесена на данную подложку таким образом, что на содержащей серебро экструдированной цеолитной подложке будет осаждено необходимое количество каталитического материала. В альтернативном варианте сперва на покрытую катализатором цеолитную подложку может быть нанесена суспензия, содержащая только неорганический(ие) оксид(ы) для образования покрытой оксидами неорганической подложки с последующими этапами сушки и прокаливания. Затем металл (ы) платиновой группы, может (могут)быть добавлен(ы) к покрытой оксидами неорганической подложке с помощью любых известных средств, в том числе пропитки, адсорбции или ионного обмена соединения металла платиновой группы (такого как нитрат платины).

В предпочтительном варианте всю длину содержащей серебро экструдированной цеолитной подложки покрывают суспензией таким образом, что намывной слой нанесенного катализатора платиновой группы покрывает всю поверхность подложки.

В предпочтительном варианте после того, как содержащую серебро экструдированную цеолитную подложку покрывают суспензией нанесенного катализатора платиновой группы, подложку с нанесенным покрытием сушат и затем прокаливают при нагревании при повышенной температуре для образования катализатора тройного действия. В предпочтительном варианте прокаливание осуществляют при температуре от 400 до 600°C в течение приблизительно от 1 до 8 часов.

Настоящее изобретение также включает в себя систему выхлопа для двигателей внутреннего сгорания, содержащую данный катализатор тройного действия. Система выхлопа предпочтительно содержит одно или несколько дополнительных устройств последующей обработки, способных удалять загрязняющие вещества из выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.

В предпочтительном варианте система выхлопа содержит моноблочный катализатор и катализатор тройного действия по настоящему изобретению. Моноблочный катализатор расположен перед катализатором тройного действия. В предпочтительном варианте к этой системе также может быть добавлен фильтр для улавливания частиц. Фильтр для улавливания частиц может быть расположен ниже по потоку относительно моноблочного катализатора и выше по потоку относительно катализатора тройного действия, или фильтр для улавливания частиц может быть расположен ниже по потоку относительно катализатора тройного действия.

Моноблочные катализаторы хорошо известны специалистам в данной области техники. Моноблочные катализаторы обычно используются для снижения выбросов углеводородов во время холодного запуска двигателя, когда температура, измеренная на катализаторе тройного действия, будет ниже температуры в интервале от около 150 до 220°C. Моноблочные катализаторы располагаются в моторном отсеке, как правило, рядом с выпускным коллектором и под капотом, таким образом, что они подвергаются воздействию выхлопных газов с высокой температурой, выходящих непосредственно из двигателя после прогрева двигателя.

В предпочтительном варианте такой моноблочный катализатор содержит структуру подложки, покрытой слоем катализатора из термостойкого неорганического оксида, содержащего по меньшей мере один благородный металл, выбранный из Pt, Pd и Rh. Термостойкая подложка, как правило, представляет собой монолитную подложку и предпочтительно представляет собой керамическую подложку или металлическую подложку. Керамическая подложка может быть изготовлена из любого подходящего термостойкого огнеупорного материала, например, оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, диоксида церия, диоксида циркония, оксида магния, цеолитов, нитрида кремния, карбида кремния, силикатов циркония, силикатов магния, алюмосиликатов и алюмосиликатов металлов (таких как кордиерит и сподумен) или их смеси, или смешанного оксида любых двух или более из них. Металлическая подложка может быть изготовлена из любого подходящего металла и, в частности, термостойких металлов и металлических сплавов, таких как титан и нержавеющая сталь, а также сплавов железа, содержащих железо, никель, хром и/или алюминий, в дополнение к другим следовым металлам (как правило, редкоземельных металлов).

В предпочтительном варианте данная подложка представляет собой проточную подложку, но может также быть подложкой в виде фильтра. Проточная подложка предпочтительно имеют сотовую структуру с множеством небольших, параллельных тонкостенные каналов, проходящих в осевом направлении через подложку и простирающийся по всей подложке. Если подложка представляет собой подложку в виде фильтра, она предпочтительно представляет собой монолитный фильтр с пристеночным течением. Каналы фильтра с пристеночным течением поочередно блокируются, что позволяет потоку выхлопных газов проходить в канал из впускного канала, а затем проходить через стенки канала и выходить из фильтра через разные каналы, ведущие к выходному каналу. Частицы из потока выхлопных газов, таким образом, улавливаются фильтром.

Слой катализатора моноблочного катализатора, как правило, добавляют к подложке в виде намывного слоя, который предпочтительно содержит один или более неорганический оксид и один или более металл платиновой группы. Неорганический оксид обычно включает в себя оксиды элементов 2, 3, 4, 5, 13 и 14 групп. В предпочтительном варианте подходящие неорганические оксиды имеют площадь поверхности в диапазоне от 10 до 700 м2/г, объем пор в интервале от 0,1 до 4 мл/г и диаметр пор от около 10 до 1000 ангстрем. Неорганические оксиды в предпочтительном варианте представляет собой оксид алюминия, диоксид кремния, диоксид титана, диоксид циркония, оксиды ниобия, оксиды тантала, оксиды молибдена, оксиды вольфрама, оксиды редкоземельных элементов (в частности оксиды церия или неодима) или смешанные оксиды, или композитные оксиды любых двух или более из них, например, диоксид кремния-оксид алюминия, диоксид церия-диоксид циркония или оксид алюминия-диоксид циркония-диоксид церия, а также может представлять собой цеолит. МПГ включают в себя один или несколько из платины, палладия и родия. Моноблочный катализатор может также содержать другие металлы или оксиды металлов.

В другом подходящем варианте осуществления система выхлопа может также предпочтительно содержать компонент традиционного катализатора окисления и катализатор тройного действия по настоящему изобретению. В этой конфигурации система выхлопа будет предпочтительно содержать клапаны или другие средства направления потока газа для того, чтобы в течение периода холодного запуска (ниже температуры в диапазоне от около 150 до 220°C, измеренной на катализаторе тройного действия) выхлопной газ направлялся в контакт с катализатором тройного действия перед попаданием на компонент традиционного катализатора окисления. После того, как устройство (а) последующей обработки достигает (ют) рабочей температуры (примерно от 150 до 220°C, измеренной на катализаторе тройного действия), поток выхлопных газов затем перенаправляется на контакт с компонентом традиционного катализатора окисления до контакта с катализатором тройного действия. Фильтр для улавливания частиц также может быть добавлен к этой обводной системе. В патенте США № 5656244, содержание которого включено в объем данного описания путем ссылки, например, описываются средства контролирования потока выхлопных газов во время холодного запуска и нормальных условиях эксплуатации.

В предпочтительном варианте компонент традиционного катализатора окисления представляет собой традиционный катализатор КТД, который содержит подложку, покрытую слоем КТД. Данная подложка, как правило, представляет собой монолитную подложку, и предпочтительно керамическую подложку или металлическую подложку, и предпочтительно представляет собой проточную подложку, но может также быть подложкой в виде фильтра. В предпочтительном варианте слой катализатора КТД содержит нанесенный катализатор на основе метала платиновой группы, который содержит один или более металл платиновой группы ("МПГ") и один или более неорганический оксидный носитель, как описано выше.

Приведенные ниже примеры лишь иллюстрируют настоящее изобретение. Специалистам в данной области техники будут очевидны многочисленные вариации, которые находятся в пределах сущности изобретения и объема прилагаемой формулы изобретения.

Пример 1. Получение катализаторов по настоящему изобретению

Катализатор 1А: Ag на экструдированном бета-цеолите+слой Pd-Rh

Монолит бета-цеолита (образованный путем экструзии бета-цеолита в сотовый монолит, и содержащий 55% бета-цеолита;. См., например, патенты США №№ 5492883, 5565394 и 5633217) пропитывают водным раствором нитрата серебра с последующим высушиванием и прокаливанием путем нагревания при 500°С в течение 4 часов для достижения содержания Ag 5297,2 г/м3.

Затем монолит Ag/бета-цеолит покрывают слоем типичного КТД, состоящего из оксида алюминия и композитных оксидов диоксид церия-диоксид циркония в качестве носителя для Pd и Rh. Содержание Pd составляет 2701,572 г/м3, а содержание Rh составляет 300,175 г/м3. Нанесенную подложку с покрытием сушат, а затем прокаливают путем нагревании при 500°С в течение 4-х часов.

Пример 2: Получение сравнительных катализаторов

Сравнительный катализатор 2A: Экструдированный бета-цеолит+слой Pd-Rh

Сравнительный катализатор 2А получают в соответствии с той же техникой, что и катализатор 1А, за исключением того, что экструдированный бета-цеолит не пропитывают серебром.

Сравнительный катализатор 2B: Кордиеритовая подложка+слой Pd-Rh

Сравнительный катализатор 2B получают в соответствии с той же техникой, что и катализатор 1А, за исключением того, что вместо монолита Ag/бета-цеолит используют монолит кордиеритовой подложки.

Пример 3: Техники и результаты лабораторных испытаний

Все катализаторы тестируют на образцах сердечников (2,54 см × 8,4 см) проточной подложки, покрытой катализатором. Также тестируют свежеприготовленный и подвергнутый старению катализатор. Каталитические сердечники подвергают старению в проточных условиях в печи в гидротермальных условиях (5% H2O, воздушный баланс) при температуре 800°С в течение 80 часов. Затем сердечники тестируют на предмет адсорбции углеводородов в лабораторном реакторе с использованием потока подаваемого газа, получаемого путем контролирования массового расхода отдельных компонентов выхлопных газов. Скорость газового потока поддерживают на уровне 21,2 л·мин-1, что обеспечивает объемную скорость подачи газа 30000 ч-1 (ОСПГ=30000 ч-1).

Катализаторы предварительно обрабатывают при 650°С в потоке газа с 2250 ч./млн. О2, 10% СО2, 10% H2O и в остальном азотом, а затем охлаждают до комнатной температуры. После предварительной обработки катализатор подвергают стадии адсорбции УВ, на которой катализатор контактирует в течение 30 секунд с содержащим углеводороды газом, состоящим из 1500 ч./млн. (на основании C1) УВ (17 об % толуола, 24 об % изопентана и 59 об % пропена), 1000 ч./млн. NO, 1000 ч./млн. СО, 2250 ч./млн. О2, 10% H2O, 10% СО2 и в остальном азота. Затем за стадией адсорбции УВ следует период десорбции УВ, на котором катализатор подвергают воздействию газом десорбции, состоящим из 200 ч./млн. (на основании C1) УВ, 300 ч./млн. O2, 10% H2O, 10% СО2 и в остальном азота.

Для свежеприготовленного и подвергнутого старению катализаторов результаты выбросов УВ в течение периода адсорбции и периода окисления, а также общее удаления УВ, показаны в Таблице 1.

Пример 4: Техника испытания двигателей

Полноразмерные катализаторы примера 1А и сравнительных примеров 2А и 2В оцениваются на автомобиле с бензиновым двигателем объемом 2,4 л. В каждом из испытаний промышленный катализатор КТД Pd-Rh помещают моноблочно выше по потоку относительно катализаторов примеров. Моноблочный промышленный катализатор КТД содержит 14302,44 г/м3 Pd и 529,72 г/м3 Rh в передней части и 3708,04 г/м3 Pd и 529,72 г/м3 Rh в задней части. Каждую из систем подвергают старению в течение 150 часов при температуре слоев катализаторов примеров достигающей в пике 800°С. Выбросы общих УВ (ОУВ) из выхлопных труб для данных систем в соответствии с протоколом испытаний FTP-75 приведены в Таблице 2. Катализатор 1А удаляет дополнительные 6,44 мг/км ОУВ по сравнению с двумя сравнительными примерами.

Результаты приведены в Таблице 2.

Таблица 1
Результаты емкости улавливания NOx
Катализатор % адсорбированных УВ (30 сек, 80°С) % окисленных УВ (80-650°С) Всего % УВ удалено
1A Свежеприготовленный 93,1 78,1 81,3
Подвергнутый старению 90,4 62,6 68,8
2A* Свежеприготовленный 83,5 70,4 73,4
Подвергнутый старению 71,7 61,7 63,9
2B* Свежеприготовленный 7,8 69,8 55,9
Подвергнутый старению 9,2 65,4 53,3
* Сравнительный пример

Таблица 2
Результаты тестирования двигателя, показывающие выброс общих углеводородов (ОУВ)
Катализатор Суммарное количество ОУВ в выхлопной трубе (мг/км)
1A 16,09
2A* 22,53
2B* 22,53
* Сравнительный пример

1. Катализатор тройного действия для использования в выхлопной системе для двигателей внутреннего сгорания, включающий в себя: (1) содержащую серебро экструдированную цеолитную подложку; и (2) слой катализатора, расположенный на этой содержащей серебро экструдированной цеолитной подложке, в котором слой катализатора содержит нанесенный катализатор на основе металлов платиновой группы, содержащий один или более металл платиновой группы и один или более неорганический оксидный носитель, содержащая серебро экструдированная цеолитная подложка содержит от 35,315 до 24720,27 г/м3 серебра.

2. Катализатор тройного действия по п. 1, в котором цеолит выбирают из группы, состоящей из бета-цеолита, фоязита, L-цеолита, цеолита ZSM, SSZ-цеолита, цеолита AEI структуры, морденита, шабазита, оффретита, эрионита, клиноптилолита, силикалита, цеолита на основе фосфата алюминия, мезопористого цеолита, цеолита с включениями металлов и их смеси.

3. Катализатор тройного действия по п. 1 или 2, в котором цеолит выбирают из группы, состоящей из бета-цеолита, ZSM-5, SSZ-33, Y-цеолита и их смеси.

4. Катализатор тройного действия по п. 1 или 2, в котором один или более металл платиновой группы выбирают из группы, состоящей из платины, палладия, родия и их смесей.

5. Катализатор тройного действия по п. 1 или 2, в котором один или более металл платиновой группы представляет собой палладий и родий.

6. Катализатор тройного действия по п. 1 или 2, в котором один или более неорганический оксидный носитель выбирают из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, диоксида циркония, диоксида церия, оксидов ниобия, оксидов тантала, оксидов молибдена, оксидов вольфрама и их смешанных оксидов или композитных оксидов.

7. Катализатор тройного действия по п. 1 или 2, в котором экструдированная цеолитная подложка представляет собой проточную подложку.

8. Катализатор тройного действия по п. 3, в котором цеолит представляет собой бета-цеолит.

9. Выхлопная система для двигателей внутреннего сгорания, содержащая катализатор тройного действия по п. 1 или 2.

10. Выхлопная система по п. 9, которая дополнительно содержит систему катализаторов селективного каталитического восстановления; фильтр для удаления частиц; систему фильтров селективного каталитического восстановления; катализатор, адсорбирующий NOx или их комбинации.



 

Похожие патенты:
Настоящее изобретение относится к способу приготовления катализатора изомеризации парафинов на основе байерита, который получается путем осаждения из раствора алюмината натрия и азотной кислоты.

Изобретение относится к получению гранулированного катализатора из синтетического цеолита структурного типа пентасил с высоким содержанием цеолитной фазы. Полученный катализатор может быть использован в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности в процессах селективной гидродепарафинизации, алкилирования, изомеризации алкилароматических углеводородов и других.

Изобретение относится к технологии приготовления наночастиц катализатора окислительного дегидрирования углеводородов в условиях СВЧ активации (нагрева) реакционной массы, и в частности Mo-V-Te-Nb-Ox катализатора окислительного дегидрирования этана (ОДЭ).

Каталитическая микросфера каталитического крекинга со взвешенным катализатором, содержащая цеолит, где указанная микросфера сформирована из пульпы, содержащей: i) каолин, который прокаливали вне его экзотермического перехода; и или ii) кристаллы цеолита, или iii) гидратированный каолин и/или метакаолин, пульпа была смешана с 0.005-0.5 мас.% катионоактивного полиэлектролита относительно массы i) + ii) или i) + iii) перед или во время формирования указанной микросферы.

Изобретение относится к способу активации самоактивирующегося катализатора гидрообработки, использующегося в обработке тяжелого углеводородного сырья, содержащий этап, на котором приводят в контакт самоактивирующийся катализатор гидрообработки с паром.
Изобретение относится к способу получения ионной жидкости. Способ включает следующие стадии: a) приведение по меньшей мере одного акцептора электронной пары в контакт с по меньшей мере одним донором электронной пары с образованием аддукта, причем молярное соотношение акцептора электронной пары и донора электронной пары варьируется приблизительно от 1:1 до 1:5, при этом донор электрона выбран из группы, включающей в себя фосфин, амид, алкилсульфоксид, сложный эфир и спирт, или любую их комбинацию; и b) приведение аддукта в контакт с по меньшей мере одним акцептором электронной пары с получением ионной жидкости, причем молярное соотношение аддукта и акцептора электронной пары варьируется приблизительно от 1:1 до 1:6.

Изобретение относится к способам приготовления катализаторов гидроочистки нефтяных фракций с температурой начала кипения выше 360°С для получения сырья с низким содержанием серы и азота, которое далее перерабатывается в процессе гидрокрекинга.

Настоящее изобретение относится к каталитической композиции для оксихлорирования этилена до 1,2-дихлорэтана, содержащей: подложку, имеющую осажденные на ней каталитически активные металлы, содержащие от 2 до 8 % по массе меди, от 0,1 до 0,6 моль/кг одного или более щелочных металлов, от 0,08 до 0,85 моль/кг одного или более щелочноземельных металлов, и от 0,09 до 0,9 моль/кг Mn, причем количество каждого из каталитически активных металлов приведено в расчете на общую массу композиции катализатора, все каталитически активные металлы нанесены на подложку в виде их хлоридов или других водорастворимых солей, подложка представляет собой псевдоожижаемую подложку, имеющую площадь поверхности по БЭТ от 80 до 220 м2/г, и причем каталитическая композиция не содержит редкоземельных металлов.

Настоящее изобретение относится к способу получения простых эфиров, которые могут быть использованы в качестве присадок к моторным топливам, а также в качестве цетаноповышающих добавок к дизельному топливу.

Изобретение относится к способам производства нанесенного на подложку медного катализатора оксихлорирования этилена путем (i) пропитки, на первом этапе, глиноземного носителя первым водным раствором, который содержит медь, щелочной металл и необязательно щелочноземельный металл, для формирования таким образом первого каталитического компонента; и (ii) пропитки, на следующем этапе, первого каталитического компонента вторым водным раствором, который содержит медь и щелочноземельный металл.

Изобретение относится к проверке толщины покрытия в покрытой области катализатора в катализаторах очистки автомобильных газов. Способ определения длины покрытой зоны в содержащем покрытие носителе для производства конверторов отходящих газов автомобилей осуществляют следующим образом.

Изобретение относится к системе выпуска для двигателя с воспламенением от сжатия (дизельного двигателя), которая включает в себя катализатор окисления, в частности дизельный катализатор окисления, и к транспортному средству, включающему в себя систему выпуска.

Изобретение относится к каталитическому фильтру, который отфильтровывает твердые частицы от выхлопного газа, выпускаемого из двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением топлива.

Каталитическая микросфера каталитического крекинга со взвешенным катализатором, содержащая цеолит, где указанная микросфера сформирована из пульпы, содержащей: i) каолин, который прокаливали вне его экзотермического перехода; и или ii) кристаллы цеолита, или iii) гидратированный каолин и/или метакаолин, пульпа была смешана с 0.005-0.5 мас.% катионоактивного полиэлектролита относительно массы i) + ii) или i) + iii) перед или во время формирования указанной микросферы.

Настоящее изобретение относится к катализатору для селективного восстановления оксидов азота, имеющему два каталитически активных слоя А и Б, при этом слой А содержит оксидный носитель, а также компоненты А1 и А2, а слой Б содержит оксидный носитель, а также компоненты Б1, Б2 и Б3, где А1 и Б1 обозначают по меньшей мере один оксид ванадия, А2 и Б2 обозначают по меньшей мере один оксид вольфрама и Б3 обозначает по меньшей мере один оксид кремния, отличающийся тем, что доля компонента А1 в слое А в мас.

Изобретение относится к катализаторам, способам их приготовления и применения в процессах конверсии различных видов углеводородных топлив, таких как природный газ, дизельное топливо, сжиженный углеводородный газ (СУГ), в синтез-газ.

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению носителей катализаторов глубокого гидрообессеривания вакуумного газойля, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Настоящее изобретение касается монолитной подложки с зонированным катализатором для регулирования газообразного сероводорода, образованного в ловушке обедненного NОх во время обессеривания ловушки обедненного NОх в расширенном температурном диапазоне по сравнению с известными механизмами регулирования сероводорода.

Изобретение относится к выхлопной системе для двигателя компрессионного воспламенения, содержащей каталитический фильтр сажи. Указанный каталитический фильтр сажи содержит катализатор окисления для обработки монооксида углерода (CO) и углеводородов (HC) в выхлопном газе из двигателя компрессионного воспламенения, при этом указанный катализатор окисления размещен на фильтрующей подложке, которая представляет собой фильтр с проточными стенками.

Изобретение относится к фильтру для селективного каталитического восстановления выхлопных газов, который содержит: подложку в форме фильтра с пористыми стенками и катализатор, расположенный на указанной подложке.

Изобретение раскрывает катализатор для обработки отработавших газов, образованных двигателями, работающими на обедненных топливных смесях, содержащий: (a) материал в виде алюмосиликатного молекулярного сита с узкими порами, содержащий множество кристаллов, имеющих поверхность и пористую матрицу, имеющий отношение кремнезема к глинозему от примерно 8 до примерно 150 и имеющий средний размер кристаллов от примерно 0,01 до примерно 10 микрон; и b) от 0,01 до 10 масс.

Изобретение относится к катализатору тройного действия. Описан катализатор тройного действия для использования в выхлопной системе для двигателей внутреннего сгорания, включающий в себя: содержащую серебро экструдированную цеолитную подложку; и слой катализатора, расположенный на этой содержащей серебро экструдированной цеолитной подложке, в котором слой катализатора содержит нанесенный катализатор на основе металлов платиновой группы, содержащий один или более металл платиновой группы и один или более неорганический оксидный носитель, содержащая серебро экструдированная цеолитная подложка содержит от 35,315 до 24720,27 гм3 серебра. Технический результат – улучшенная очистка выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Наверх