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VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR BEHANDLUNG VON ABGASEN - Dokument DE60308406T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60308406T2 06.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001565252
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR BEHANDLUNG VON ABGASEN
Anmelder Albemarle Netherlands B.V., Amersfoort, NL
Erfinder VAN ROOIJEN, Edwin, Franciscus, NL-3704 HK Zeist, NL;
VOGT, Titus, Eelco, NL-4105 DW Culemborg, NL;
NAT, Jan, Pieter, NL-1035 PP Amsterdam, NL
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Aktenzeichen 60308406
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.11.2003
EP-Aktenzeichen 037753969
WO-Anmeldetag 27.11.2003
PCT-Aktenzeichen PCT/EP03/13350
WO-Veröffentlichungsnummer 2004047964
WO-Veröffentlichungsdatum 10.06.2004
EP-Offenlegungsdatum 24.08.2005
EP date of grant 13.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.09.2007
IPC-Hauptklasse B01D 53/94(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B01J 29/18(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abgas. Sie betrifft auch eine zur Behandlung davon geeignete Einheit.

Bei immer strengeren Umweltschutzverordnungen werden die Anforderungen an den Gehalt verunreinigender gasförmiger Medien, insbesondere in gasförmigen Medien, die in die Atmosphäre abgelassen werden, die weiterhin als Abgase bezeichnet werden, immer strenger. Demgemäß werden Verfahren und Vorrichtungen entwickelt, um den Gehalt an unerwünschten Komponenten in Abgasen zu vermindern. Eine solche Entfernung kann durch eine Adsorption mittels eines Adsorptionsmittels, durch eine katalytische Umwandlung oder durch eine Kombination dieser beiden Verfahren erfolgen.

Abgase, aus denen unerwünschte Komponenten durch die Verwendung eines Adsorptionsmittels, über eine katalytische Umwandlung oder durch eine Kombination dieser Verfahren entfernt werden, schließen Motorabgase, insbesondere Diesel- und Benzinmotor-Abgas ein.

Dieselmotoren sind mit einem Oxidationskatalysator ausgestattet, um die Kohlenwasserstoff-, Kohlenmonoxid- und einen Teil der teilchenförmigen Emissionen zu regeln. Diese Katalysatoren funktionieren aber nur oberhalb einer bestimmten, als "Anspringtemperatur" bezeichneten Temperatur optimal, d.h. derjenigen Temperatur, oberhalb von der der katalytische Konverter 50 % der eintretenden Verbindung umwandelt. Daher ist bei Dieselmotoren dem Katalysator oft ein Adsorptionsmittel vorgeschaltet, das dahingehend wirkt, dass unverbrannte Kraftstoff-Kohlenwasserstoffe bei niedrigen Abgastemperaturen wie während des Kaltstarts oder beim Betrieb mit einer partiellen Motorbelastung adsorbiert und freigegeben werden, wenn der Katalysator die höhere Anspringtemperatur erreicht hat, um die Oxidation zu bewirken.

Eine zusätzliche Verwendung von Adsorptionsmitteln bei der Behandlung von Dieselabgasen ist wie folgt.

Dieselmotoren werden, was für diese Technik spezifisch ist, mit einem hohen Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben, was zu einer relativ hohen NOx-Bildung führt. Für eine Reduktion von NOx zu N2 ist ein temporärer kraftstoffreicher Betrieb erforderlich. WO 96/39244, Johnson Matthey, beschreibt die Verwendung eines Adsorptionsmittels in Dieselmotoren, wobei das Adsorptionsmittel unverbrannten Kraftstoff bei einer tieferen Temperatur adsorbiert und ihn bei einer höheren Temperatur freisetzt. Die Freisetzung von unverbranntem Kraftstoff bewirkt eine temporäre Erhöhung der Kraftstoffkonzentration, was zu einer verstärkten Umwandlung von NOx zu N2 führt. NOx kann mittels NOx-Katalysatoren und NOx-Abscheidungskatalysatoren umgewandelt werden.

Herkömmliche Benzinmotoren werden im kraftstoffreichen Modus betrieben, und die ökologisch kritischen Verbindungen, nämlich Kohlenwasserstoffe, CO bzw. NOx, werden von den heutigen standardmäßigen Dreiwege-Umwandlungskatalysatorsystemen (TWC) oxidiert bzw. reduziert. Dennoch können auch bei Benzinmotoren Kaltstartemissionen durch oben diskutierte Inline-Adsorptionsmittel-Vorrichtungen vermindert werden.

Darüber hinaus führt eine zunehmende Beachtung der Kraftstoffausnutzung zur Entwicklung von Benzin-Magermotoren, deren Abgasmerkmale in einem bestimmten Maß mit denjenigen von Dieselmotoren, z.B. niedrigeren Abgastemperaturen und erhöhten NOx-Emissionen, vergleichbar sind. Bei dieser Entwicklung werden die Adsorptionsmittel und Katalysatoren, die bei der Verminderung von Dieselemissionen eingesetzt werden, auch für Benzinabgas-Anwendungen attraktiv.

Sowohl bei Diesel- als auch bei Benzinmotoren werden die betreffenden Kohlenwasserstoffe, wenn die Abgastemperatur hoch ist, nicht mehr am Adsorptionsmittel adsorbiert, sondern direkt zum Katalysator (zu den Katalysatoren) geleitet. Die Abgase, die zu diesem Zeitpunkt Temperaturen von etwa 350 °C erreichen können, treffen jedoch immer noch auf das Adsorptionsmittel. Beim Dieselbetrieb können Temperaturen von mehr als 350 °C, insbesondere zwischen 450 °C und 650 °C, erreicht werden. Beim herkömmlichen Benzinbetrieb können Temperaturen von mehr als 350 °C, insbesondere von 500 bis 700 °C, erreicht werden. Es wird erwartet, dass bei Benzin-Magermotoren die Temperatur niedriger als bei herkömmlichen Benzinmotoren ist. Werte von mehr als 350 °C werden aber immer noch erreicht.

Im Fachgebiet werden bei der Behandlung von Abgasen oft Zeolithe als Adsorptionsmittel oder als Katalysatorkomponenten verwendet.

Im oben diskutierten WO 96/39244 wird die Verwendung von ZSM-5, eines einen Ionenaustausch unterzogenen ZSM-5 oder eines metallimprägnierten ZSM-5, Silicalit, Mordenit, Zeolith Y und Zeolith P als Kohlenwasserstoff-Adsorptionsmittel erwähnt.

US 5,849,255 beschreibt einen Katalysator zur Abscheidung von Dieselabgas-Kohlenwasserstoffen, der einen Zeolithen mit einem mittleren Porendurchmesser von mehr als etwa 0,6 nm, einem Si/Al-Verhältnis von mehr als 5 und einem Erhalt der Kristallstruktur bei einer Temperatur von 750–850 °C an Luft enthält. Zeolith &bgr;, ultrastabiler Zeolith Y und UTD-1-Zeolith werden als Beispiele erwähnt.

EP 0 499 931 beschreibt die Verwendung von Zeolith Y mit einem SAR von 50 zur Entfernung von Teilchen aus Dieselabgas. US 2002-0114751 beschreibt die Verwendung eines Zeolithen Y mit einem SAR von 50, der mit einem Übergangsmetall beladen ist, für diese Anwendung. US 2002-0028169 beschreibt die Verwendung eines Zeolithen Y mit einem SAR von 60, der mit einem Edelmetall beladen ist, für diese Anwendung.

US 6,407,032 beschreibt einen Magergemisch-NOx-Abscheider, der Bariumnitrat und einen Y-Zeolithen umfasst.

EP 0 020 799 und EP 0 003 818 offenbaren ein Verfahren zur Behandlung von Abgasen aus inneren Verbrennungsmotoren durch die Umwandlung von schädlichen Komponenten unter Verwendung eines Zeolithen Y mit einem SAR von 4,5–35, vorzugsweise 4,5–9, einer Elementarzellengröße von weniger als 24,45 Å und einer Sorptionskapazität für Wasserdampf (25 °C, p/p0 0,19) von nicht mehr als 12 Gew.-%.

Der in einem Adsorptionsmittel verwendete Zeolith sollte dazu fähig sein, die betroffenen Moleküle bei einer relativ niedrigen Temperatur zu adsorbieren und sie bei steigender Temperatur freizusetzen. Darüber hinaus sollte das Adsorptionsmittel dazu fähig sein, den sehr hohen Temperaturen zu widerstehen, denen es ausgesetzt ist, wenn der Motor seine volle Betriebstemperatur erreicht hat. Weil das Adsorptionsmittel viele Jahre lang verwendet wird, ist diese letztere Eigenschaft von besonderer Wichtigkeit.

Wie oben aufgeführt ist, werden Zeolithe auch in den Katalysatoren verwendet, die zur Behandlung von Abgasen verwendet werden, z.B. in Katalysatoren zur Umwandlung von NOx oder in Oxidationskatalysatoren. Zeolithe werden auch in NOx-Abscheidungskatalysatoren verwendet, Materialien, die NOx unter Magerkraftstoff-Bedingungen abscheiden und unter kraftstoffreichen Bedingungen freisetzen, damit es in N2 umgewandelt wird. Auch bei diesen Anwendungen ist die Temperaturbeständigkeit des Katalysators aus denselben Gründen wichtig, die oben aufgeführt wurden.

Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Behandlung von Abgas, vorzugsweise Motorabgas, insbesondere Diesel- oder Benzinabgas, wobei das Abgas mit einem Y-Zeolithen mit außergewöhnlichen Wärmebeständigkeitseigenschaften in Kontakt gebracht wird. Vorzugsweise weist der Zeolith darüber hinaus gute katalytische und adsorbierende Eigenschaften auf.

Der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Zeolith Y hat eine Elementarzellengröße von 24,17–24,45 Å, eine Wasseradsorptionskapazität (p/p0 = 0,2, T = 25 °C) von höchstens 5 Gew.-% und ein Stoffmengenverhältnis von losem Siliciumdioxid/Aluminiumoxid (auch als loses oder chemisches SAR bezeichnet) von wenigstens 40. Die Verwendung dieses Zeolithtyps in dieser Anwendung führt zu einem Adsorptionsmittel/Konverter mit einer hohen Aktivität in Kombination mit einem langen Leben.

Vorzugsweise hat der Zeolith ein loses SAR von wenigstens 50, noch mehr bevorzugt von wenigstens 60 und am meisten bevorzugt von wenigstens 70. Das lose SAR beträgt gewöhnlich weniger als 200, vorzugsweise weniger als 170, noch mehr bevorzugt weniger als 140. Wenn das lose SAR des Zeolithen zu niedrig ist, werden die Adsorptionseigenschaften des Zeolithen unzureichend, während Y-Zeolithe mit einem sehr hohen losen SAR und einer guten Qualität schwierig und daher teuer herstellbar sind.

Das Gerüst-SAR des Zeolithen beträgt vorzugsweise wenigstens 150, noch mehr bevorzugt wenigstens 200.

Der Y-Zeolith hat eine Elementarzellengröße von 24,17–24,45 Å. Vorzugsweise beträgt die Elementarzellengröße wenigstens 24,18 Å, bevorzugter wenigstens 24,20 Å, noch mehr bevorzugt wenigstens 24,23 Å und am meisten bevorzugt von wenigstens 24,26 Å. Die Elementarzellengröße beträgt vorzugsweise höchstens 24,43 Å, noch mehr bevorzugt höchstens 24,36 Å, immer noch mehr bevorzugt höchstens 24,33 Å. Wenn die Elementarzellengröße den spezifizierten Wert übersteigt, nimmt die Selektivität des Zeolithen für organische Verbindungen ab. Die Herstellung von Zeolithen mit einer sehr niedrigen Elementarzellengröße und einer guten Qualität ist eine teure Angelegenheit.

Der in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Zeolith hat eine Wasseradsorptionskapazität (WAC) (bestimmt bei p/p0 = 0,2 und einer Temperatur von 25 °C) von höchstens 5 Gew.-%.

Vorzugsweise beträgt die Wasseradsorptionskapazität höchstens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 2 Gew.-%, sogar noch mehr bevorzugt höchstens 1,5 Gew.-%.

Es ist gefunden worden, dass eine starke Korrelation zwischen der Wasseradsorptionskapazität, der losen SAR und der Beständigkeit des Zeolithen bei hohen Temperaturen besteht. Daher sollte die Wasseradsorptionskapazität so niedrig wie möglich sein, während die lose SAR so hoch wie möglich ist.

Die WAC wird wie folgt bestimmt. Der Zeolith wird dadurch vorbereitet, dass das Material 3 h lang bei 425 °C getrocknet und dann bei 25 °C und einem Partialwasserdruck von p/p0 = 0,2 äquilibriert wird.

Ein weiterer Parameter, der für die bei der Behandlung von Abgasen verwendeten Y-Zeolithe von Relevanz sein kann, ist der Restbutanol-Testwert des Zeolithen. Dieser Wert, der gemäß der Beschreibung in GB 2,014,970 bestimmt wird, ist ein Maß für die Adsorption von 1-Butanol in Konkurrenz zu Wasser und ein Maß für die Hydrophobie des Zeolithen. Zeolithpulver wird 16 h lang bei 300 °C aktiviert und in einer 1-Butanol-Lösung in solchen Anteilen aufgeschlämmt, dass die Aufschlämmung 1 Gew.-Teil 1-Butanol, 100 Gew.-Teile Wasser und 10 Gew.-Teile aktivierten Y-Zeolith enthält. Nach einem 16-stündigen gelinden Schütteln bei 25 °C wird die überstehende Flüssigkeit mittels Gaschromatographie analysiert. Der Restbutanol-Testwert (RBT) ist als der Gewichtsprozentwert des in der Lösung verbliebenen 1-Butanols definiert. Es ist gefunden worden, dass, wenn der in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Zeolith einen RBT von weniger als 0,2, insbesondere weniger als 0,17, noch spezieller weniger als 0,15, immer noch spezieller weniger als 0,13 hat, besonders attraktive Ergebnisse erhalten werden.

Zeolithe, die die obigen Anforderungen erfüllen, sind im Fachgebiet bekannt. Sie sind beispielsweise in US 4,401,566, GB 2,014,970, EP 320,247 und in WO 00/51940 beschrieben.

Wie oben aufgeführt ist, weisen Zeolithe, die die obigen Anforderungen erfüllen, unter den Hochtemperaturbedingungen, denen sie während des Gebrauchs periodisch ausgesetzt sind, eine besonders hohe Wärmebeständigkeit auf. Demgemäß sind sie zur Behandlung von Abgas in erfindungsgemäßen Verfahren, bei denen sie periodisch Temperaturen oberhalb von 350 °C, noch spezieller bei der Behandlung von Motorabgas, vorzugsweise Diesel- oder Benzinabgas, in Verfahren, bei denen sie periodisch Temperaturen von mehr als 350 °C ausgesetzt sind, besonders geeignet.

Die hohe Wärmebeständigkeit des Zeolithen unter den Hochtemperaturbedingungen, denen er während des Gebrauchs periodisch ausgesetzt ist, ist aus der relativ geringen Abnahme des Mikroporenvolumens ersichtlich, wenn der Zeolith Wasserdampfbedingungen ausgesetzt ist, die die schnellen Aufheiz- und Langzeit-Hochtemperaturbedingungen in Motorabgassystemen simulieren.

Die Porenvolumen-Merkmale werden aus der Stickstoff-Adsorptionsisotherme bei 78 K erhalten, die mittels einer kommerziell verfügbaren Vorrichtung, z.B. eines Micromeritics A.S.A.P.-2400 oder Gemini-2360, bestimmt werden kann. Das Adsorptions-Va bei einem relativen Druck P/P0 von 0,30 wird aus benachbarten Punkten auf der Adsorptionsisotherme interpoliert. Zur Berechnung des Mikroporen-Volumens wird die Stickstoff-Adsorptionsisotherme im Bereich von P/P0 = 0,08 bis 0,80 mittels der von de Boer et al. angegebenen Harkins-Jura-Gleichung (J. Colloid Interface Sci., Band 21 (1966), 405) zu einer t-Kurve umgewandelt, wobei t für die Dicke der adsorbierten Schicht steht.

Weil die t-Kurven von Zeolithen leicht gekrümmt sind, muss derjenige Teil der Kurve, der zur Bestimmung der Steigung und des Achsenabschnitts verwendet wird, spezifiziert werden. In der vorliegenden Beschreibung beträgt der verwendete Bereich von t = 3,5 Å bis t = 5,3 Å. Die Gerade, die mit Hilfe des Verfahrens der kleinsten Quadrate durch die Punkte in diesem Bereich gezogen wird, hat einen Achsenabschnitt Vmi und eine Steigung &Dgr;Va/&Dgr;t. Das Mikro-PV wird mittels der Formel: Mikro-PV (ml/g) = 0,001547 Vmi berechnet.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient der Zeolith als Adsorptionsmittel, das bei niedrigen Temperaturen, z.B. unterhalb von 120 °C, unerwünschte Verbindungen, insbesondere organische Verbindungen, aus Abgas adsorbiert und sie bei einer höheren Temperatur, z.B. oberhalb von 120 °C, desorbiert.

Dies betrifft insbesondere die Adsorption von unerwünschten Komponenten aus Motorabgasen, wie unverbrannten Kraftstoffkomponenten. Beim Dieselabgas erfolgt die Adsorption vorzugsweise bei einer Temperatur unterhalb von 120 °C, während die Desorption bei einer Temperatur oberhalb von 120 °C erfolgt. Bei einem herkömmlichen Benzinabgas erfolgt die Adsorption vorzugsweise bei einer Temperatur unterhalb von 170 °C, während die Desorption bei einer Temperatur oberhalb von 170 °C erfolgt. Beim Magermotor-Benzinabgas erfolgt die Adsorption vorzugsweise bei einer Temperatur unterhalb von 120 °C, während die Desorption bei einer Temperatur oberhalb von 120 °C erfolgt.

Beim Dieselabgas werden die desorbierten Kohlenwasserstoffe zu einem Oxidationskatalysator, einem NOx-Umwandlungskatalysator oder einem NOx-Abscheidungskatalysator geleitet. Bei einem herkömmlichen Benzinabgas werden sie zu einem TWC-Katalysatorsystem geleitet. Bei Magergemisch-Benzinsystemen können Gase von einem NOx-Umwandlungskatalysator umgewandelt oder in einem NOx-Abscheider statt in TWC eingefangen werden. Der oben erwähnte Zeolith kann auch in den Oxidationskatalysatoren, NOx-Umwandlungskatalysatoren und NOx-Abscheidungskatalysatoren eingesetzt werden.

Der Zeolith wird zur Verwendung als Oxidationskatalysator vorzugsweise mit Edelmetallen wie Platin, Palladium oder Rhodium versehen.

Zur Verwendung als Magergemisch-NOx-Katalysator wird der Zeolith vorzugsweise mit einem Edelmetall der Gruppe VIII des Periodensystems der Elemente und/oder einem Nicht-Edelmetall der Gruppe VIII des Periodensystems und/oder einem Metall der Gruppe I versehen. Edelmetalle der Gruppe VIII umfassen Platin und Palladium. Nicht-Edelmetalle der Gruppe VIII umfassen Nickel, Kobalt und Eisen. Kupfer ist das am meisten geeignete Metall der Gruppe I.

Zur Verwendung als NOx-Abscheider wird der Zeolith vorzugsweise mit einem Erdalkalimetall wie Calcium, Barium oder Strontium versehen. Bei dieser Technik wird NOx zuerst durch katalytische Metalle, die für eine solche Oxidation brauchbar sind, z.B. Edelmetallen wie Platin, Palladium und Rhodium, zu NO2 oxidiert. Dann wird das NO2 auf der Oberfläche des Katalysators in Form eines Nitrats abgeschieden. Das System wird periodisch unter kraftstoffreichen Bedingungen betrieben, wodurch eine Freisetzung des NOx und dessen Umwandlung zu N2 bewirkt werden.

Daher sind diese Katalysatoren vorzugsweise mit Edelmetallen wie den oben aufgeführten und einer zur Abscheidung des Nitrats geeigneten Verbindung, z.B. Bariumcarbonat, versehen.

Eine Kombination aus einer Adsorption und einer katalytischen Umwandlung ist für die vorliegende Erfindung auch vorgesehen. Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung einer Kombination eines Adsorptionsmittels und eines Katalysators bei der Behandlung von Abgas, vorzugsweise Motorabgas, noch mehr bevorzugt Diesel- oder Benzinmotoren-Abgas, wobei wenigstens entweder das Adsorptionsmittel oder der Katalysator den oben beschriebenen Zeolithen umfasst. Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Behandlung von Abgas aus einem Dieselmotor, wobei das Motorenabgassystem mit einem Kohlenwasserstoff-Adsorptionsmittel und/oder einem Oxidationskatalysator und/oder einem NOx-Umwandlungskatalysator und/oder einem NOx-Abscheidungskatalysator versehen ist, wobei das Kohlenwasserstoff-Adsorptionsmittel und/oder der NOx-Umwandlungskatalysator und/oder der NOx-Abscheidungskatalysator einen Y-Zeolithen mit den obigen Eigenschaften umfassen. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Behandlung von Abgas aus einem Benzinmotor, wobei der Motor mit einem Kohlenwasserstoff-Adsorptionsmittel und einem TWC-Katalysator oder einem NOx-Umwandlungskatalysator und/oder einem NOx-Abscheidungskatalysator versehen ist, wobei das Kohlenwasserstoff-Adsorptionsmittel und/oder der NOx-Umwandlungskatalysator und/oder der NOx-Abscheidungskatalysator einen Y-Zeolithen mit den obigen Eigenschaften umfassen. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Behandlung von Abgas aus einem Benzinmotor, wobei der Motor mit einem Kohlenwasserstoff-Adsorptionsmittel und einem TWC-Katalysator oder einem NOx-Umwandlungskatalsator und/oder einem NOx-Abscheidungskatalysator versehen ist, wobei das Kohlenwasserstoff-Adsorptionsmittel und/oder der NOx-Umwandlungskatalysator und/oder der NOx-Abscheidungskatalysator einen Y-Zeolithen mit den obigen Eigenschaften umfassen.

Der Zeolith wird vorzugsweise in Form einer dünnen Schicht auf einem monolithischen Träger zur Behandlung von Abgasen verwendet. Monolithische Träger sind im Fachgebiet bekannt und umfassen beispielsweise die wohlbekannten Waben. Der Zeolith wird auf im Fachgebiet bekannte Arten, z.B. durch das In-Kontakt-Bringen des Trägers mit einer Aufschlämmung des Zeolithen, gefolgt von einem Trocknen und Calcinieren, auf den Träger aufgebracht. Dieses Verfahren wird oft als Herstellung eines Washcoats bezeichnet.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Einheit, die zur Behandlung eines oben beschriebenen Abgases geeignet ist und einen Zeolithen mit den oben erwähnten Eigenschaften umfasst.

Die Einheit ist vorzugsweise wenigstens auf einem Teil ihrer Oberfläche ein Monolith, der mit dem Zeolithen beschichtet ist. Gegebenenfalls kann der Monolith eine oder mehrere der oben aufgeführten Metallkomponenten umfassen.

BEISPIEL

Die hydrothermale Beständigkeit der Zeolithe Y1 bis Y4 wurde bestimmt, indem die Zeolithen 5 h lang bei 850 °C in einem Luftstrom, der 10 Vol.-% H2O enthielt, mit Wasserdampf behandelt wurden.

Die relative Kristallinität wurde bestimmt, indem die Kristallinität des Zeolithen nach der Wasserdampfbehandlung in Bezug auf die Kristallinität vor der Dampfbehandlung bestimmt wurde. Die Kristallinität des Zeolithen wurde bestimmt, indem die Oberflächen der XRD-Peaks unter Bezugnahme auf einen inneren Y-Zeolith-Standard gemessen wurden.

Die relative Kristallinität nach der Wasserdampfbehandlung wurde als Maß für die hydrothermale Beständigkeit verwendet: je höher die relative Kristallinität ist, desto höher ist die hydrothermale Beständigkeit.

Die relative Kristallinität der verschiedenen Zeolithe ist in Tabelle I aufgeführt.

Die Zeolithe Y1, Y2 und Y3 mit einem SAR im Bereich von 4,5–35, einer Elementarzellengröße von weniger als 24,45 Å und einer WAC von nicht mehr als 12 Gew.-% sind für die Zeolithe von EP 0 020 733 und EP 0 003 818 repräsentativ.

Der Zeolith Y4 ist ein Zeolith gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wie aus Tabelle I hervorgeht, hat der Zeolith gemäß der vorliegenden Erfindung eine höhere Wärmebeständigkeit als die Zeolithe, die für EP 0 020 733 und EP 0 003 818 repräsentativ sind.

Tabelle I


Anspruch[de]
Verfahren zur Behandlung von Abgas, wobei das Abgas mit einem Y-Zeolithen in Kontakt gebracht wird, der eine Einheitszellgröße von 24,17–24,45 Å und eine Wasserabsorptionskapazität (p/p0 = 0,2, T = 25 °C) von höchstens 5 Gew.-% hat, wobei der Zeolith ein Stoffmengenverhältnis von losem Siliciumdioxid/Aluminiumoxid von wenigstens 40 und ein Stoffmengenverhältnis von Gerüst-Siliciumdioxid/Aluminiumoxid von wenigstens 150 hat. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abgas ein Motorabgas, insbesondere ein Abgas von einem Diesel- oder Benzinmotor ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zeolith als Adsorbens dient, das organische Kohlenwasserstoffe bei einer niedrigen Temperatur adsorbiert und sie bei einer höheren Temperatur desorbiert. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zeolith Teil eines Oxidationskatalysators ist, wobei der Zeolith gegebenenfalls ein Edelmetall der Gruppe VIII des Periodensystems der Elemente umfasst. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zeolith Teil eines reduzierenden NOx-Katalysators und/oder eines NOx-Speicherkatalysators ist, der Zeolith gegebenenfalls ein Edelmetall der Gruppe VIII des Periodensystems der Elemente und/oder ein Nicht-Edelmetall der Gruppe VIII des Periodensystems und gegebenenfalls eine Erdalkalimetallkomponente wie Barium umfasst. Verfahren zur Behandlung eines Abgases aus einem Dieselmotor, wobei das Motor-Abgassystem mit einem Kohlenwasserstoff-Adsorbens und/oder einem Oxidationskatalysator und/oder einem NOx-Umwandlungskatalysator und/oder einem NOx-Speicherkatalysator versehen ist, wobei das Kohlenwasserstoff-Adsorbens und/oder der Oxidationskatalysator und/oder der NOx-Umwandlungskatalysator und/oder der NOx-Speicherkatalysator einen Y-Zeolithen umfasst, der eine Einheitszellgröße von 24,17–24,45 Å, eine Wasserabsorptionskapazität (p/p0 = 0,2, T = 25 °C) von höchstens 5 Gew.-%, ein Stoffmengenverhältnis von losem Siliciumdioxid/Aluminiumoxid von wenigstens 40 und ein Stoffmengenverhältnis von Gerüst-Siliciumdioxid/Aluminiumoxid von wenigstens 150 hat. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zeolith einer Temperatur oberhalb von 350 °C periodisch ausgesetzt wird. Zur Behandlung eines Abgases geeignete Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Y-Zeolithen, der eine Einheitszellgröße von 24,17–24,45 Å, eine Wasserabsorptionskapazität (p/p0 = 0,2, T = 25 °C) von höchstens 5 Gew.-% und ein Stoffmengenverhältnis von Siliciumdioxid/Aluminiumoxid von wenigstens 40 hat. Einheit nach Anspruch 8, umfassend einen Monolithen, wobei wenigstens ein Teil dessen Oberfläche mit dem Zeolithen beschichtet ist. Einheit nach Anspruch 8 oder 9, die zusätzlich ein Nicht-Edelmetall der Gruppe VIII und/oder ein Edelmetall der Gruppe VIII und/oder ein Erdalkalimetall und/oder ein Metall der Gruppe I umfasst.






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