ES2203731T3 - Catalizador para purificar gases de escape de motores diesel. - Google Patents

Catalizador para purificar gases de escape de motores diesel.

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ES2203731T3 ES97105697T ES97105697T ES2203731T3 ES 2203731 T3 ES2203731 T3 ES 2203731T3 ES 97105697 T ES97105697 T ES 97105697T ES 97105697 T ES97105697 T ES 97105697T ES 2203731 T3 ES2203731 T3 ES 2203731T3
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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN CATALIZADOR PARA PURIFICAR LOS GASES DE ESCAPE DE MOTORES DIESEL. EL CATALIZADOR CONTIENE UNA MEZCLA DE VARIAS ZEOLITAS CON DIFERENTES MODULOS Y METALES DEL GRUPO DEL PLATINO, ASI COMO OTROS OXIDOS METALICOS DEL GRUPO DE SILICATO DE ALUMINIO, OXIDO DE ALUMINIO Y OXIDO DE TITANIO. EL SILICATO DE ALUMINIO PRESENTA UNA RELACION EN PESO DIOXIDO DE SILICIO/OXIDO DE ALUMINIO DE 0,005 A 1 Y LOS METALES DEL GRUPO DEL PLATINO SOLO SE SEPARAN EN LOS DEMAS OXIDOS METALICOS.

Description

Catalizador para purificar gases de escape de motores diesel.
La presente invención se refiere a un catalizador para purificar gases de escape de motores Diesel, el cual contiene una o varias zeolitas y al menos un metal del grupo del platino.
Los gases de escape de los motores Diesel presentan monóxido de carbono, hidrocarburos sin quemar, óxidos de nitrógeno y partículas de negro de carbono como contaminantes de la atmósfera. Los hidrocarburos sin quemar comprenden parafinas, olefinas, aldehídos y sustancias aromáticas. En comparación con los gases de escape de los motores de gasolina, los gases de escape Diesel presentan una proporción esencialmente mayor de parafinas de cadena larga difícilmente oxidables. Más allá de ello, los gases de escape Diesel son esencialmente más fríos que los gases de escape de motores de gasolina y contienen oxígeno en una concentración de entre 3 y 10% en volumen.
La gran concentración de oxígeno se basa en el hecho de que los motores Diesel son hechos funcionar con una alta relación aire/combustible (kilogramo de aire/kilogramo de combustible) de más de 18. Por el contrario, los motores de gasolina trabajan con una relación de aire/combustible de 14,6, lo cual posibilita una combustión estequiométrica de los hidrocarburos. Por ello, los gases de escape de los motores de gasolina está esencialmente libre de oxígeno.
En el funcionamiento a régimen parcial, la temperatura de los gases de escape de un motor Diesel está en el intervalo entre 100 y 250ºC y sólo en un funcionamiento a régimen pleno alcanza una temperatura máxima entre 550 y 650ºC. Por el contrario, la temperatura de los gases de escape de un motor de gasolina en el funcionamiento a régimen parcial oscila entre 400 y 450ºC y puede ascender a 1000ºC con un régimen pleno.
Las partículas de negro de carbono de los gases de escape Diesel están compuestas por gérmenes de carbono y componentes orgánicos volátiles absorbidos sobre ellos (VOC = volatile organic compounds) y sulfatos absorbidos que se forman durante la combustión en el motor Diesel debido al contenido de azufre del combustible Diesel.
Debido a las propiedades especiales de los gases de escape Diesel se desarrollaron sistemas de purificación de gases de escape específicos para su purificación.
El documento DE 39 40 758 A1 describe un catalizador para la purificación oxidativa de los gases de escape de motores Diesel con altos índices de conversión para hidrocarburos y monóxido de carbono a bajas temperaturas y una acción oxidativa inhibida frente a los óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre. El componente activo del catalizador está compuesto por platino, paladio, rodio y/o iridio que están en contacto con vanadio o con un compuesto de vanadio oxídico. El componente activo está separado en óxido de aluminio en partículas finas, óxido de titanio, óxido de silicio, zeolita y sus mezclas. El catalizador se aplica en forma de un revestimiento sobre los canales con libre flujo de un cuerpo de soporte en forma de panal de cerámica o metal. Las temperaturas de reacción T_{50%} de este catalizador para el monóxido de carbono y los hidrocarburos oscilan en el intervalo de 210 a 275ºC (en el caso de las temperaturas de reacción T_{50%} se trata de las temperaturas de los gases de escape, a las que un catalizador convierte precisamente 50% de los contaminantes en componentes no nocivos). A 350ºC el catalizador muestra buenos índices de conversión para el monóxido de carbono y los hidrocarburos. El catalizador deja pasar los óxidos de nitrógeno casi sin ejercer influencia sobre ellos. El dióxido de azufre sólo se oxida en escasa medida en trióxido de azufre. Debido al efecto oxidativo reducido frente al dióxido de azufre, este catalizador también conduce a una menor emisión de partículas que en otros catalizadores de oxidación, dado que hay menor cantidad de sulfatos a disposición en los gases de escape que pueden ser absorbidos sobre los gérmenes de negro de carbono.
La problemática de la emisión de partículas se atenúa con la introducción planificada de combustibles Diesel pobres en azufre, de modo que el catalizador del documento DE 39 40 758 A1 perderá importancia.
El documento EP 0 427 970 A2 describe un catalizador para reducir los óxidos de nitrógeno en un gas de escape oxidante con una relación aire/combustible de 22. El catalizador contiene al menos una zeolita con una relación molar de SiO_{2}/Al_{2}O_{3} de más de 10 y diámetros de poros de 0,5 a 1 nm. En las zeolitas se separaron metales del grupo del platino, no pudiendo ser inferior la relación en peso mínima del metal respecto de la zeolita para cada metal del grupo del platino, aun cuando puedan obtenerse buenos índices de conversión para los óxidos de nitrógeno después del envejecimiento del catalizador.
El documento DE 44 35 073 A1 describe un catalizador que contiene una mezcla de al menos dos zeolitas con diversos diámetros de poros y óxido de cerio cargado con paladio. La mezcla de las zeolitas sirve para la adsorción de las moléculas de hidrocarburo de distinto tamaño del gas de escape durante la fase de arranque en frío. Se usan paladio y óxido de cerio para convertir los hidrocarburos absorbidos en componentes no nocivos.
El documento EP 0 559 021 A2 describe un catalizador para la reducción de óxido de nitrógeno en los gases de escape pobres de motores de vehículos. El catalizador contiene, en un cuerpo de soporte, un primer revestimiento catalítico de óxido de aluminio y/u óxido de cerio de gran capacidad de recubrimiento impregnado con una mezcla de iridio y platino como componente de metal noble catalíticamente activo. Sobre la primera capa se aplica un segundo revestimiento catalítico compuesto de una zeolita que contiene cobre y/o hierro y que es del tipo mordenita.
El documento EP 0 706 817 A2 describe un procedimiento para reducir simultáneamente los hidrocarburos, el monóxido de carbono y los óxidos de nitrógeno contenidos en los gases de escape de un motor de combustión interna. Entre otros, se describe el uso de un catalizador que contiene un silicato de aluminio y una zeolita intercambiada con cobre, habiendo separado en el silicato de aluminio el platino por sorción del ácido hexacloroplatínico.
El documento DE 42 39 875 A1 describe un sistema de purificación de gases de escape para reducir las emisiones de hidrocarburos durante el arranque en frío de motores de combustión interna. El sistema de purificación de gases de escape contiene un absorbedor de hidrocarburos y un sistema catalizador agregado. El absorber de hidrocarburos contiene al menos una zeolita hidrófoba, estable a las temperaturas y los ácidos, con una relación Si/Al de más de 20.
El documento EP 0 582 971 A1 describe un procedimiento para la purificación catalítica de gases de escape de automóviles con una mejor inhibición de hidrocarburos durante la fase de arranque en frío usando un catalizador de tres vías y un absorbedor de hidrocarburos dispuesto delante del catalizador, presentando el absorbedor de hidrocarburos una mayor capacidad calorífica específica que el catalizador de tres vías dispuesto a continuación. El absorbedor de hidrocarburos puede contener una mezcla de zeolitas con una mezcla de óxido de aluminio, óxido de cerio y óxido de zirconio que se prepara previamente en una etapa separada de impregnación con metales nobles.
Es misión de la presente invención indicar un catalizador mejorado respecto del estado de la técnica para la purificación de gases de escape de motores Diesel que esté en condiciones de oxidar en especial las parafinas de cadena larga difícilmente oxidables en los gases de escape a temperaturas inferiores a 200ºC y, al mismo tiempo, reducir los óxidos de nitrógeno a pesar del elevado contenido de oxígeno de los gases de escape Diesel.
Esta misión se soluciona por medio de un catalizador para purificar los gases de escape de motores Diesel, el cual está compuesto de una o varias zeolitas y adicionalmente de uno o varios óxidos metálicos y al menos un metal del grupo del platino. El catalizador se caracteriza porque las zeolitas están presentes en la forma Na^{+} o H^{+} y están mezcladas con los óxidos metálicos adicionales en el catalizador y porque los óxidos metálicos adicionales están seleccionados del grupo de silicato de aluminio, óxido de aluminio y óxido de titanio, presentando el silicato de aluminio una relación en peso de dióxido de silicio/óxido de aluminio de 0,005 a 1, y en donde los metales del grupo del platino sólo están separados en estos óxidos metálicos adicionales.
De acuerdo con la invención, el catalizador está compuesto, además de las zeolitas, por otros óxidos metálicos del grupo de silicato de aluminio, óxido de aluminio y óxido de titanio que sirven como soportes para los metales del grupo del platino. Es esencial que los metales del grupo del platino sólo sean separados en estos óxidos metálicos adicionales y no en las zeolitas. La separación de los metales del grupo del platino en las zeolitas conduce a catalizadores menos activos (véase el ejemplo comparativo V1).
La separación de los metales del grupo del platino en los óxidos metálicos adicionales (en lo que sigue, también denominada activación de los óxidos metálicos) puede llevarse a cabo de maneras diferentes. Es importante que el procedimiento de separación elegido garantice una separación lo más homogénea y de más fina distribución posible de los metales del grupo del platino en los óxidos metálicos adicionales.
Un posible procedimiento de separación es la impregnación de los óxidos metálicos adicionales previa a la mezcladura con las zeolitas con una solución de precursores solubles de los metales del grupo del platino. Para ello se usan preferentemente soluciones acuosas.
Como precursores para los metales del grupo del platino son apropiadas todas las sales y sales complejas convencionales de ellos. Ejemplos de tales compuestos son el ácido hexacloroplatínico, el ácido tetracloroplatínico, el cloruro de diamindinitroplatino (II), de tetraaminplatino (II), tetracloroplatinato (II) de amonio, hexacloroplatinato (IV) de amonio, cloruro de platinetilendiamina, nitrato de tetraaminplatino (II), hidróxido de tetraaminplatino (II), hidróxido de metiletanolamin-platino (II), nitrato de platino, cloruro de paladio, nitrato de paladio, diamindinitropaladio (II), hidróxido de tetraaminpaladio (II) y ácido hexacloroirídico.
Para la impregnación de los óxidos metálicos adicionales, éstos se ponen en contacto con una solución acuosa del o de los metales del grupo del platino agitando en forma constante, de modo que se produzca un polvo húmedo. El volumen del disolvente se mide aquí de forma que equivalga aproximadamente a 100 - 130, con preferencia a 110%, de la capacidad de absorción de agua del polvo de óxido metálico a impregnar. Después de secar durante aproximadamente 1 a 3 horas a una temperatura elevada de 80 a 140ºC, el polvo producido se calcina al aire durante 1 a 4 horas a 200 - 500, con preferencia a 300ºC, y posteriormente se reduce en una corriente de gas con contenido de hidrógeno, con preferencia, un gas formado por 95% en volumen de nitrógeno y 5% en volumen de hidrógeno. En este caso se aplican temperaturas en el intervalo de 300 a 600, especialmente 500ºC. La reducción finaliza después de aproximadamente 1 a 3 horas. Los ensayos por microscopio electrónico muestran que los metales del grupo del platino separados sobre la superficie específica de los óxidos metálicos están finamente distribuidos con tamaños de partícula entre 10 y 50 nm. Con este modo de proceder pueden cubrirse los óxidos metálicos adicionales con un contenido de 0,01 a 5% en peso de metal del grupo del platino respecto del peso total de los óxidos metálicos impregnados. A fin de inhibir la oxidación del dióxido de azufre en trióxido de azufre, pueden cubrirse con vanadio los óxidos metálicos adicionales al mismo tiempo con los metales del grupo del platino o en cualquier orden con éstos. Más allá de ello, pueden separarse otros metales innobles tales como níquel y cobre para influir sobre la actividad catalítica de los metales del grupo del platino en los óxidos metálicos adicionales. A tal fin se usan compuestos precursores solubles de estos metales.
Los óxidos metálicos adicionales sirven como material de soporte para los metales del grupo del platino catalíticamente activos. Por ello, son especialmente apropiados aquellos óxidos metálicos que presentan una gran superficie específica de más de 10 m^{2}/g. En el caso del óxido de aluminio se trata de los llamados óxidos de aluminio activos. Presentan las estructuras cristalinas de la serie de transición de las fases cristalográficas del óxido de aluminio, las que se deben cumplir cuando se calcinan hidróxidos de óxido de aluminio como, por ejemplo, gibbsita o boehmita hasta más de 1000ºC. En particular, se trata de óxido de chi-, eta-, gamma, kappa-, delta- y theta-aluminio. Sus superficies específicas pueden ser de varios cientos de metros cuadrados por gramo. Estos materiales pueden estar dotados, por ejemplo, con óxidos de tierras raras para estabilizar su superficie específica frente a las altas temperaturas.
Como óxido de titanio son apropiados materiales que se prepararon por vía química húmeda (proceso con sulfato o cloruro) o por hidrólisis de llama de tetracloruro de titanio. Los óxidos de titanio preparados por vía química húmeda presentan preponderantemente la estructura cristalina de anatasa y tienen superficies específicas usualmente superiores a 50 m^{2}/g. Los óxidos de titanio preparados por hidrólisis de llama presentan una estructura mixta de aproximadamente 70% de anatasa y 30% de rutilo. La superficie específica de estos óxidos de titanio llamados pirógenos es de aproximadamente 50 m^{2}/g.
De los óxidos metálicos adicionales se usa con preferencia el silicato de aluminio como material de soporte para los metales del grupo del platino. En este caso se trata de un silicato de aluminio especial que presenta una relación en peso de dióxido de silicio/óxido de aluminio entre 0,005 y 1 y una distribución muy homogénea del óxido de aluminio y del dióxido de silicio. La estructura cristalina de este silicato de aluminio es boehmítica contrariamente a la de las zeolitas y, con un mayor contenido de dióxido de silicio, se vuelve amorfa. La superficie específica de este silicato de aluminio es, en función del contenido de dióxido de silicio, de 200 a 500 m^{2}/g y presenta una excelente estabilidad superficial frente a las condiciones de régimen en la purificación de los gases de escape Diesel. La tabla 1 documenta estas propiedades. Muestra en la mitad superior para diversas composiciones del silicato de aluminio la superficie específica (superficie BET según Brunauer, Emmett y Teller de acuerdo con la norma DIN 66131) en estado fresco y tras un envejecimiento forzado (almacenamiento de 7 horas a 900ºC en un gas de escape sintético compuesto por 10% en volumen de dióxido de carbono, 6% en volumen de oxígeno, 10% en volumen de vapor de agua, y el resto nitrógeno).
Con la impregnación del silicato de aluminio descrita precedentemente con los metales del grupo del platino se obtiene, con una carga predeterminada de silicato de aluminio (por ejemplo, 1,5% en peso de Pt respecto del peso total del silicato de aluminio y platino), una concentración determinada de las partículas metálicas por metro cuadrado de superficie específica del silicato de aluminio. La concentración de partículas puede ser elevada con igual carga, reduciendo la superficie específica del silicato de aluminio.
Quedó demostrado que las temperaturas de reacción del catalizador para la reacción de monóxido de carbono se ven afectadas positivamente por un aumento de la concentración de partículas.
A fin de reducir con igual composición del silicato de aluminio su superficie específica, puede someterse a una calcinación a 1000ºC de diferente duración. En la mitad inferior de la tabla 1 se detallan tres materiales tratados de esta manera. Por calcinación también pueden prepararse silicatos de aluminio de una composición dada con distintas superficies específicas. A los fines de la presente invención, se utilizan preferentemente materiales con superficies específicas mayores a 100 m^{2}/g.
Como medida para la concentración de partículas en la superficie específica del silicato de aluminio se calcula en la última columna de la tabla 1 la concentración de platino en mg de Pt por metro cuadrado de superficie específica (en estado fresco) para el caso de una carga de silicato de aluminio con 1% en peso de platino. Se reconoce que, con una composición preestablecida del silicato de aluminio (por ejemplo, 95 Al_{2}O_{3}/5 SiO_{2}) y una carga de platino predeterminada (por ejemplo, 1% en peso), la concentración del platino puede ejercer influencia sobre la superficie específica y, con ello, sobre la concentración de partículas por variación de la superficie específica.
TABLA 1 Estabilidad superficial del silicato de aluminio
Contenido Contenido Relación Superficie específica mg Pt
de Al_{2}O_{3} de SiO_{2} en peso [m^{2}/g] m^{2}
[% en peso] [% en peso] SiO_{2}/Al_{2}O_{3} fresca envejecida
98,5 1,5 0,015 200 159 0,05
95 5 0,053 286 235 0,035
90 10 0,111 333 224 0,03
TABLA 1 (continuación)
Contenido Contenido Relación Superficie específica mg Pt
de Al_{2}O_{3} de SiO_{2} en peso [m^{2}/g] m^{2}
[% en peso] [% en peso] SiO_{2}/Al_{2}O_{3} fresca envejecida
80 20 0,250 374 265 0,027
70 30 0,429 407 270 0,025
60 40 0,667 432 271 0,023
95 5 0,053 212 175 0,047
95 5 0,053 153 137 0,065
95 10 0,111 163 138 0,061
Con preferencia, para el catalizador de acuerdo con la invención se utiliza un silicato de aluminio con una relación en peso de dióxido de silicio/óxido de aluminio inferior a 0,5, en especial, inferior a 0,25.
Estos silicatos de aluminio pueden contener eventualmente elementos que forman óxidos estables a altas temperaturas, aplicados en forma homogénea. Elementos apropiados representan, por ejemplo, las tierras raras tales como lantano y cerio, así como zirconio y los metales alcalinotérreos que se aplican en forma de compuestos precursores adecuados. Se prefieren los contenidos de estos elementos de hasta 10% en peso calculados como óxido. Resultaron desfavorables mayores contenidos de metales alcalinos tales como, por ejemplo, de sodio. Silicatos de aluminio muy apropiados presentan un contenido de sodio, calculado como óxido, inferior a 75 ppm.
La distribución homogénea requerida entre el óxido de aluminio y el dióxido de silicio no puede obtenerse por medio de procedimientos usuales para estabilizar el óxido de aluminio. Tampoco son apropiadas las mezclas físicas de óxido de aluminio y dióxido de silicio para el catalizador de la invención.
Un silicato de aluminio especialmente apropiado está descrito en el documento DE 38 39 580 C1. De acuerdo con esta memoria de patente, el silicato de aluminio se obtiene mezclando un compuesto de aluminio con un compuesto de ácido silícico en un medio acuoso, secando y eventualmente calcinando el producto. Como compuesto de aluminio se usa un alcoholato de aluminio C_{2} - C_{20} que se hidroliza con agua purificada a través de intercambiadores iónicos. Al agua de hidrólisis se agrega 0,1 - 5,0% en peso de una solución de ácido ortosilícico purificado a través de un intercambiador iónico. De modo alternativo, puede añadirse a la mezcla de alúmina/agua obtenida por hidrólisis neutra un ácido ortosilícico purificado a través de un intercambiador iónico. Este silicato de aluminio especialmente apropiado puede contener aditivos de óxido de lantano o también otros óxidos de tierras raras.
Las zeolitas a utilizar en el catalizador de la invención deben presentar un módulo superior a 10 para ser suficientemente estables frente a los componentes acídicos y las temperaturas máximas de los gases de escape.
Zeolitas apropiadas son, por ejemplo, ZSM5, mordenita e Y-zeolita desaluminizada (DAY). Se aplican en la forma Na^{+} o H^{+}.
Las zeolitas pueden describirse por la fórmula general
M_{2/n} \ O \cdot Al_{2}O_{3} \cdot x \ Si_{2} \cdot \ y \ H_{2}O
con x \geq 2 (Donald W. Breck: "Zeolithe Molecular Sieves", John Wiley & Sons, 1974). Allí, M significa un catión con la valencia n tal como, por ejemplo, H^{+} (n = 1), Na^{+} (n = 1) o Ca^{2+} (n = 2). x es el llamado módulo de la zeolita e indica la relación molar de dióxido de silicio/óxido de aluminio. Teniendo en cuenta los pesos molares, las zeolitas también presentan una relación en peso de dióxido de silicio/óxido de aluminio superior a 1,18. Se prefiere aplicar para los catalizadores según la invención zeolitas con un módulo superior a 10, es decir con una relación en peso de dióxido de silicio/óxido de aluminio superior a 5,9. Una relación de este tipo asegura una suficiente estabilidad de la estructura cristalina característica de las zeolitas frente a las temperaturas de los gases de escape Diesel y los porcentajes de los contaminantes contenidos en ellos.
En una realización especialmente ventajosa de la invención se usa una mezcla de zeolitas compuesta por al menos dos zeolitas, de las cuales una presenta un módulo inferior a 50, y la segunda, un módulo superior a 200. Se demostró que un espectro lo más amplio posible de los módulos de las zeolitas utilizadas repercute ventajosamente sobre los índices de conversión para los contaminantes. Por medio de un tratamiento desaluminizante es posible preparar zeolitas de un tipo estructural con amplio espectro de módulos. El módulo de una zeolita ZSM5 compuesta estequiométricamente tiene, por ejemplo, un valor de 5. Por desaluminación pueden regularse valores de módulos a más de 1000. De modo similar se comporta con la zeolita Y y la mordenita. La tabla 2 enumera las propiedades de algunas zeolitas apropiadas para el catalizador según la invención.
TABLA 2 Propiedades de algunas zeolitas
Zeolita Módulo Superficie específica Diámetro de los poros Volumen de los poros
[m^{2}/g] [nm] [ml/g]
H-mordenita 20 565 0,4-0,5/0,8-0,9^{*)} 1,76
H-ZSM5 40 360 0,5-0,6 2,09
H-ZSM5 120 415 0,5-0,6 0,6
DAY 200 755 0,74 1,03
Na-ZSM5 > 1000 770 0,5-0,6 1,61
*) poros bimodales
Con preferencia, en el catalizador según la invención se utiliza una mezcla de las 5 zeolitas indicadas en la tabla 2. La relación en peso de las zeolitas entre sí puede variar en amplios límites. Sin embargo, se usa preferentemente una mezcla con iguales proporciones en peso de todas las zeolitas.
En otra realización ventajosa de la invención se combina un silicato de aluminio activado con platino con una mezcla de zeolitas a base de una zeolita Y desaluminizada y una zeolita Na-ZSM5, cuyos módulos son superiores a 120. Se usan preferentemente las dos zeolitas DAY y Na-ZSM5 de la tabla 2 con módulos de 200 o > 1000. Se obtiene una temperatura de reacción especialmente baja para la conversión de monóxido de carbono cuando se aplica un silicato de aluminio con una superficie específica entre 100 y 200 m^{2}/g, el cual presenta una carga de platino entre 0,05 y 0,2 mg de Pt/m^{2}. Para ello, es especialmente apropiado un silicato de aluminio con un contenido de SiO_{2} de aproximadamente 5% en peso y una superficie específica entre 140 y 170 m^{2}/g. La baja temperatura de reacción de este catalizador es particularmente importante para motores Diesel modernos de inyección directa, cuya temperatura de los gases de escape con régimen parcial oscila en el intervalo de 100 a 150ºC. En este intervalo de temperaturas, una pequeña reducción de la temperatura de reacción implica una clara mejora de la conversión de los contaminantes.
Para preparar el catalizador según la invención, la mezcla de zeolitas se combina con los óxidos metálicos adicionales catalíticamente activados. En este caso se usan relaciones en peso de óxidos metálicos/mezcla de zeolitas de
10 : 1 a 1 : 3, con preferencia de 6 : 1 a 2 : 1.
La mezcla de zeolitas en el catalizador tiene preferentemente la función de almacenar de modo transitorio los hidrocarburos de los gases de escape a bajas temperaturas, a fin de que los vuelvan a entregar en estados de régimen del motor Diesel con mayores temperaturas de gases de escape. A estas altas temperaturas de los gases de escape pueden oxidarse los hidrocarburos desorbidos de los óxidos metálicos adicionales catalíticamente activados en monóxido de carbono y agua. Las proporciones no oxidadas de los hidrocarburos sirven, además del monóxido de carbono, como agentes de reducción para la reducción catalítica de los óxidos de nitrógeno contenidos en los gases de escape.
La relación óptima en peso de los óxidos metálicos adicionales respecto de la mezcla de zeolitas depende de la concentración media de hidrocarburos en el gas de escape y también depende del tipo de motor Diesel. Sin embargo, por encima de una relación en peso de 10 : 1, ya no puede garantizarse en ningún caso un almacenamiento suficiente de hidrocarburos. Si, por el contrario, la relación en peso de óxidos metálicos/mezcla de zeolitas es inferior a 1 : 3, la actividad catalítica del catalizador ya deja de ser suficiente. Para motores Diesel de inyección directa e indirecta, dieron buenos resultados relaciones en peso entre 6 : 1 y 2 : 1.
La mezcla de catalizadores resultante puede elaborarse agregando excipientes apropiados como aglutinantes inorgánicos (por ejemplo, sol de sílice), formadores de poros, plastificantes y humectantes de manera conocida para formar los cuerpos moldeados como comprimidos y extruidos. Sin embargo, se prefiere aplicar el catalizador en forma de un recubrimiento sobre las paredes internas de los canales de circulación de cuerpos en forma de panal de abeja.
Para la purificación de los gases de escape de motores Diesel se requieren cantidades de revestimiento de 50 a 400 g/l de volumen del cuerpo en forma de panal. La composición del catalizador debería adaptarse en este caso, de modo que los componentes catalíticamente activos en los óxidos metálicos adicionales tengan una concentración de 0,01 a 5 g/l de volumen del cuerpo en forma de panal.
Las técnicas necesarias de revestimiento son conocidas por el especialista. De esta manera, se elabora por ejemplo la mezcla de catalizadores compuesta por óxidos metálicos activados y la mezcla de zeolitas para formar una dispersión acuosa de revestimiento. A esta dispersión puede agregarse por ejemplo sol de sílice como aglutinante. La viscosidad de la dispersión puede regularse por medio de aditivos apropiados, de modo que sea posible aplicar la cantidad de revestimiento necesaria en un único paso de trabajo sobre las paredes de los canales de circulación. Si esto no es posible, puede repetirse varias veces la aplicación del revestimiento, fijándose cada recubrimiento recién aplicado con un secado intermedio. El revestimiento terminado se seca luego a temperatura elevada y se calcina al aire durante 1 a 4 horas, a temperaturas entre 300 y 600ºC.
La invención se detallará ahora por medio de algunos ejemplos y ejemplos comparativos provenientes del estado de la técnica.
Ejemplo comparativo V1
De acuerdo con el documento EP 0 427 970 A2 se preparó un catalizador comparativo. Para ello se preparó una dispersión para recubrimiento con una proporción de sustancia sólida de 30% en peso. La dispersión contenía, referido a la masa seca, 80% en peso de zeolita en polvo (H-mordenita, x = 25 y 20% en peso de sol de sílice). Posteriormente se recubrió un cuerpo en forma de panal por inmersión en la dispersión para recubrimiento con los óxidos y después se secó al aire a 100ºC. Luego de un temperado de 1,5 horas a 300ºC, el cuerpo en forma de panal recubierto se calcinó durante 3 horas a 500ºC. El cuerpo en forma de panal recubierto se impregnó posteriormente con una solución acuosa de hidróxido de tetraaminplatino (II), se secó al aire a 150ºC y se calcinó a 250ºC. El catalizador terminado contenía por litro de volumen del cuerpo en forma de panal 120 g de óxido y 1,77 g de platino.
El cuerpo en forma de panal de celdas abiertas estaba compuesto de cordierita con un diámetro de 2,5 cm, una longitud de 7,6 cm, 62 celdas o canales de circulación por cm^{2} y un espesor de pared de los canales de circulación de 0,2 mm.
Ejemplo comparativo V2
De acuerdo con el documento DE 39 40 758 A1, Ejemplo 18, se preparó un catalizador comparativo de la siguiente manera. Se preparó una dispersión acuosa para recubrimiento con una proporción de sustancia sólida de 40%. La dispersión contenía respecto de la masa seca 60% en peso de óxido de \gamma-aluminio (180 m^{2}/g de superficie específica) y 40% en peso de dióxido de titanio (50 m^{2}/g de superficie específica). Posteriormente se recubrió un cuerpo en forma de panal por inmersión en la dispersión para recubrimiento con los óxidos metálicos y después se secó al aire a 120ºC. Después de una calcinación durante 2 horas a 400ºC, el cuerpo en forma de panal recubierto se impregnó con una solución acuosa de hidróxido de tetraaminplatino (II), se secó al aire a 150ºC y se calcinó a 300ºC. Después se realizó una impregnación con oxalato de vanadio. El secado se efectuó a 120ºC al aire, la descomposición del vanadio se efectuó a 500ºC al aire. El precursor del catalizador, obtenido de esta manera, se redujo durante 2 horas a 500ºC en la corriente de gas de formación (95% de N_{2}, 5% de H_{2}). El catalizador terminado contenía, por litro de volumen del cuerpo en forma de panal, 64 g de dióxido de titanio, 96 g de óxido de aluminio, 5 g de óxido de vanadio y 1,77 g de platino.
Ejemplo comparativo V3
Análogamente al documento DE 39 40 758 A1, se preparó un catalizador comparativo de la siguiente manera. Se preparó una dispersión acuosa para recubrimiento con una proporción de sustancia sólida de 40%. La dispersión contenía, respecto de la masa seca, 95% en peso de óxido de \gamma-aluminio (180 m^{2}/g de superficie específica) y 5% en peso de dióxido de silicio (100 m^{2}/g de superficie específica). Posteriormente se recubrió un cuerpo en forma de panal por inmersión en la dispersión para recubrimiento con los óxidos metálicos y después se secó al aire a 120ºC. Después de una calcinación durante 2 horas a 400ºC, el cuerpo en forma de panal recubierto se impregnó con una solución acuosa de ácido hexacloroplatínico, se secó al aire a 150ºC y se calcinó a 300ºC. El precursor del catalizador, obtenido de esta manera, se redujo durante 2 horas a 500ºC en la corriente de gas de formación (95% de N_{2}, 5% de H_{2}). El catalizador terminado contenía por litro de volumen del cuerpo en forma de panal 200 g de óxido y 1,77 g de platino.
Ejemplo comparativo V4
De acuerdo con el documento DE 44 35 073 A1, Ejemplo 13, se preparó un catalizador comparativo de la siguiente manera. Primero se impregnó un dióxido de cerio con una superficie específica de 105 m^{2}/g con paladio. Para ello se puso en contacto el dióxido de cerio con una solución acuosa de nitrato de tetraaminpaladio (II) agitando de modo constante para que se formara un polvo húmedo. Después de secar durante dos horas a 120ºC al aire, se calcinó el polvo generado durante 2 horas a 300ºC al aire. El polvo de Pd-óxido de cerio preparado de esta manera contenía, referido a su peso total, 1,47% en peso de paladio. A partir del polvo de Pd/CeO_{2} previamente obtenido se preparó una dispersión acuosa para recubrimiento con un porcentaje de sustancia sólida de 40%. A ésta se agregaron los siguientes polvos de zeolitas en la relación 1:1:1:1:1: DAY (x = 200); Na-ZSM5 (x > 1000); H-ZSM5 (x = 120); H-ZSM5 (x = 40); H-mordenita (x = 20). A continuación se recubrió un cuerpo en forma de panal por inmersión en la dispersión para recubrimiento con una cantidad de 180 óxidos por litro de volumen del cuerpo en forma de panal. El revestimiento se secó al aire a 120ºC y luego se calcinó durante 2 h a 500ºC. El catalizador terminado contenía, por litro de volumen de catalizador, 1,77 g de paladio.
Ejemplo B1
Para el catalizador según la invención se activó con platino un silicato de aluminio con 5% en peso de dióxido de silicio (superficie específica 286 m^{2}/g; véase la tabla 1). Para ello se puso en contacto el silicato de aluminio con una solución acuosa de hidróxido de tetraaminplatino (II) agitando en forma constante de modo que resultó un polvo húmedo. Tras dos horas de secado al aire a 120ºC, se calcinó el polvo obtenido durante 2 h a 300ºC al aire. A continuación se llevó a cabo la reducción en la corriente de gas de formación (95% en volumen de N_{2} y 5% en volumen de H_{2}) a 500ºC durante un período de 2 h. El polvo de silicato de aluminio-Pt preparado de esta manera contenía, referido a su peso total, 1,47% en peso de platino.
A partir del polvo previamente obtenido de silicato de aluminio-Pt se preparó una dispersión acuosa para recubrimiento con una proporción de sustancia sólida de 40%. A ésta se agregaron los siguientes polvos de zeolita en la relación 1:1:1:1:1: DAY (x = 200); Na-ZSM5 (x > 1000); H-ZSM5 (x = 120); H-ZSM5 (x = 40); H-mordenita
(x = 20).
La tabla 3 muestra la composición exacta de la dispersión para recubrimiento.
TABLA 3 Composición de la dispersión para recubrimiento
Materia prima Composición [% en peso]
Silicato de aluminio-Pt 67
H-mordenita (x = 20) 6,6
H-ZSM5 (x = 40) 6,6
H-ZSM5 (x = 120) 6,6
DAY (x = 200) 6,6
Na-ZSM5 (x > 1000) 6,6
Como soporte de catalizador se usó un cuerpo en forma de panal de celdas abiertas de cordierita con un diámetro de 2,5 cm, una longitud de 7,6 cm, 62 celdas o canales de circulación por cm^{2} y un espesor de pared de los canales de circulación de 0,2 mm. Este cuerpo en forma de panal se recubrió por inmersión en la dispersión para recubrimiento con una cantidad de 180 óxidos por litro de volumen del cuerpo en forma de panal. El revestimiento se secó al aire a 120ºC y luego se calcinó durante 2 h a 500ºC. El catalizador terminado contenía, por litro de volumen de catalizador, 1,77 g de platino.
La composición de este catalizador y todos los catalizadores de los siguientes ejemplos están enumerados en la tabla 4.
Ejemplo B2
Se preparó otro catalizador de acuerdo con el Ejemplo 1. En lugar de la mezcla de zeolitas, se aplicó únicamente la zeolita DAY (x = 200) en una cantidad de 33% en peso, referido al peso total de la mezcla de catalizadores.
Ejemplo B3
Se preparó otro catalizador de acuerdo con el Ejemplo 1. En lugar de la mezcla de zeolitas, se aplicó únicamente Na-ZSM5 (x > 1000) en una cantidad de 33% en peso, referido al peso total de la mezcla de catalizadores.
Ejemplo B4
Se preparó otro catalizador de acuerdo con el Ejemplo 1. En lugar de la mezcla de zeolitas, se aplicó únicamente H-ZSM5 (x = 120) en una cantidad de 33% en peso, referido al peso total de la mezcla de catalizadores.
Ejemplo B5
Se preparó otro catalizador de acuerdo con el Ejemplo 1. En lugar de la mezcla de zeolitas, se aplicó únicamente H-ZSM5 (x = 40) en una cantidad de 33% en peso, referido al peso total de la mezcla de catalizadores.
Ejemplo B6
Se preparó otro catalizador de acuerdo con el Ejemplo 1. En lugar de la mezcla de zeolitas, se aplicó únicamente mordenita (x = 20) en una cantidad de 33% en peso, referido al peso total de la mezcla de catalizadores.
Ejemplo B7
Se preparó otro catalizador de acuerdo con el Ejemplo 5. En lugar de una única zeolita, se aplicó una mezcla de zeolitas compuesta por H-ZSM5 (x = 40) y H-ZSM5 (x = 120) en la relación 1 : 1. La cantidad de zeolita fue de 33% en peso, referido al peso total de la mezcla de catalizadores.
Ejemplo B8
Se preparó otro catalizador de acuerdo con el Ejemplo 5. En lugar de una única zeolita, se aplicó una mezcla de zeolitas compuesta por H-ZSM5 (x = 40), H-ZSM5 (x = 120) y Na-ZSM5 (x > 1000) en la relación 1 : 1 : 1. La cantidad de zeolita fue de 33% en peso, referido al peso total de la mezcla de catalizadores.
Ejemplo B9
Se preparó otro catalizador análogamente al Ejemplo 1, pero con una relación en peso de silicato de aluminio-Pt/mezcla de zeolitas de 1 : 2. A fin de llegar en el catalizador terminado a la misma concentración de platino que en el Ejemplo 1, se cubrió el silicato de aluminio con 2,94% en peso de platino. La composición exacta del catalizador puede deducirse de la tabla 4.
Ejemplo B10
Se preparó otro catalizador análogamente al Ejemplo 7, pero con una relación en peso de silicato de aluminio-Pt/mezcla de zeolitas de 5 : 1.
Ejemplos B11 - 16
Se prepararon 6 catalizadores según el Ejemplo 1 con diferentes concentraciones de platino. Para ello se prepararon polvos de silicato de aluminio-Pt con contenidos de platino de 2,06, 1,17, 0,59, 0,29, 0,15 y 0,06% en peso.
Ejemplo B17
Se recubrió un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 13 con 0,18 g de Pt/l de cuerpo en forma de panal en el 30% de su extensión de modo adicional con la dispersión para recubrimiento para el catalizador del Ejemplo 9. El recubrimiento adicional tenía una concentración de 39 g/l del volumen del cuerpo en forma de panal. El catalizador terminado contenía 209 g de óxidos por litro de cuerpo en forma de panal y presentaba una concentración de 0,72 g de Pt/l.
Ejemplo B18
El recubrimiento adicional del catalizador del Ejemplo 15 fue aplicado partiendo de cada superficie frontal del cuerpo en forma de panal sobre el respectivo 15% de la longitud de dicho cuerpo.
Ejemplo B19
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 10 con 1,41 g de Pt/l de cuerpo en forma de panal, pero únicamente con 60 g/dm^{3} de silicato de aluminio. Por este motivo, para este catalizador se preparó un silicato de aluminio-Pt con un contenido de platino de 2,34% en peso (doble contenido de Pt respecto del Ejemplo 10).
Ejemplo B20
Se preparó un catalizador con 140 g/l de silicato de aluminio-Pt y 100 g/l de mezcla de zeolitas. El contenido de platino del silicato de aluminio-Pt era de 1,0% en peso. El catalizador terminado contenía 1,41 g de Pt/l.
Ejemplo B21
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 10. Para la activación del silicato de aluminio se usó una solución acuosa de ácido hexacloroplatínico.
Ejemplo B22
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 10. Para la activación del silicato de aluminio se usó una solución acuosa de nitrato de platino (II).
Ejemplo B23
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 9. Para la activación del silicato de aluminio se usó paladio, aplicado a través de una solución acuosa de nitrato de paladio (II).
Ejemplo B24
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 1. Para la activación del silicato de aluminio se usó una mezcla de platino y rodio en la relación 5 : 1. Como precursor del platino se aplicó ácido hexacloroplatínico y como precursor del rodio, cloruro de rodio (III).
Ejemplo B25
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 1. Para la activación del silicato de aluminio se usó una mezcla de platino, paladio y rodio en la relación 10 : 1 : 3. Como precursor del platino se aplicó hidróxido de tetraaminplatino (II), como precursor del paladio, nitrato de paladio (II) y como precursor del rodio, nitrato de rodio (II).
Ejemplo B26
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 10. Para la activación del silicato de aluminio se usó una solución acuosa de hidróxido de metiletanolamina-platino (II).
Ejemplo B27
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 1. Discrepando del Ejemplo 1, no se redujo el silicato de aluminio activado con platino en la corriente de gas de formación, sino que se calcinó sólo durante dos horas al aire a 600ºC.
Ejemplo B28
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 1, pero el silicato de aluminio-Pt no se secó después de la impregnación y se calcinó o se redujo, sino que se mezcló inmediatamente con la mezcla de zeolitas y se elaboró para formar una dispersión para recubrimiento. Para ello, se dispersó el silicato de aluminio en una solución acuosa de nitrato de platino (II). Posteriormente se elevó el valor pH de la dispersión con el agregado de una solución de amoníaco acuosa concentrada a un valor de 9. Después se agregó agitando la mezcla de zeolitas a la dispersión. La dispersión terminada presentó una proporción de sustancia sólida de 40% en peso.
Ejemplo B29
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 28. En lugar de nitrato de platino (II) se usó una solución acuosa de nitrato de tetraaminplatino (II). El ajuste del valor del pH a un valor de 2 se realizó por medio de la agregación de un ácido monocarboxílico alifático saturado.
Ejemplo B30
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 17. En lugar del cuerpo en forma de panal cerámico de cordierita se usó un cuerpo metálico en forma de panal también de celdas abiertas con un diámetro de 2,5 cm, una longitud de 7,5 cm, así como 62 celdas o canales de circulación/cm^{2} y un espesor de pared de los canales de circulación de 0,04 mm.
Ejemplo B31
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 9. En lugar del silicato de aluminio se usó un óxido de \gamma-aluminio con una superficie específica de 188 m^{2}/g.
Ejemplo B32
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 9. En lugar del silicato de aluminio se usó óxido de titanio con una superficie específica de 95 m^{2}/g.
Ejemplo B33
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 1 con las siguientes modificaciones. Se aplicó el silicato de aluminio con una superficie reducida por calcinación a 153 m^{2}/g (véase la tabla 1). Este material se impregnó con hidróxido de metiletanolamina-platino (II) como en el Ejemplo 26.
Como mezcla de zeolitas se seleccionó una mezcla de DAY y Na-ZSM5. La relación en peso entre el silicato de aluminio y las zeolitas se ajustó a un valor de 6 : 1. La cantidad de recubrimiento por litro de volumen del cuerpo en forma de panal era de 140 g. Adicionalmente a las regulaciones indicadas en el Ejemplo 1 para el secado, el temperado y la reducción, el catalizador se redujo finalmente durante 2 h en una corriente de gas de formación a 500ºC. El catalizador terminado contenía por litro de volumen de catalizador 1,36 g de platino.
Ejemplo B34
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 33. Para la activación del silicato de aluminio se usó una solución acuosa de nitrato de tetraaminplatino (II).
\newpage
Ejemplo B35
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 34. Como óxido de soporte sirvió un silicato de aluminio con 5% en peso de dióxido de silicio y una superficie específica de 212 m^{2}/g (véase la tabla 1).
Ejemplo B36
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 34. Como óxido de soporte sirvió un silicato de aluminio con 5% en peso de dióxido de silicio y una superficie específica de 320 m^{2}/g (véase la tabla 1).
Ejemplo B37
Se preparó un catalizador de acuerdo con el Ejemplo 36. Como óxido de soporte sirvió un silicato de aluminio con 10% en peso de dióxido de silicio y una superficie específica de 163 m^{2}/g (véase la tabla 1).
(Tabla pasa a página siguiente)
1
2
3
Ejemplo de aplicación
La actividad catalítica de los catalizadores de purificación de los gases de escape de los ejemplos precedentes se midió en una instalación de gases de síntesis. Con esta instalación es posible simular todos los componentes de los gases de escape en estado gaseoso existentes en los gases de escape reales de un motor Diesel o un motor Otto. Las condiciones de prueba seleccionadas y la composición del gas modelo están enumeradas en la tabla 5. Como componente de hidrocarburos se usó n-hexadecano, nombre trivial cetano, el cual es conocido como sustancia de referencia para determinar la tendencia de encendido de los combustibles Diesel. Este compuesto alifático de cadena larga también se vuelve a hallar en considerables porcentajes en los gases de escape Diesel reales.
A fin de medir los componentes gaseosos contenidos en los gases de escape se utilizaron los aparatos de medición indicados en la tabla 6.
En la instalación de gases de síntesis se midieron las conversiones de monóxido de carbono e hidrocarburos en régimen permanente a las temperaturas de los gases de escape de 140ºC. Las mediciones se efectuaron tanto en los catalizadores frescos como en los envejecidos (envejecimiento en horno: 16 h a 750ºC al aire + 10% en volumen de H_{2}O + 25 ppm de SO_{2}).
A fin de determinar las temperaturas de reacción, se calentó el gas de escape a una velocidad de calentamiento de 15ºC/min. La determinación de la conversión de los óxidos de nitrógeno se calculó a una temperatura del gas de escape de 200ºC.
El cálculo de los índices de conversión se realizó por medio de la siguiente fórmula
X = \frac{N_{E} - N_{A}}{N_{E}} \cdot 100%
X = índice de conversión [%]
N_{E} = concentración del contaminante antes del catalizador [vppm]
N_{A} = concentración del contaminante después del catalizador [vppm].
Las conversiones de los contaminantes obtenidas con los catalizadores de los ejemplos comparativos y del ejemplo B1 están enumeradas en las tablas 7 y 8. En la tabla 7 se trata de los datos de rendimiento de los catalizadores frescos, mientras que los resultados de la tabla 8 se obtuvieron con catalizadores que habían sido sometidos a un envejecimiento en horno de 16 h a 750ºC al aire + 10% en volumen de H_{2}O + 25 ppm de SO_{2}.
TABLA 5 Condiciones de ensayo y composición del gas modelo para la determinación de los índices de conversión de los contaminantes CO, HC, NO_{x} y SO_{2} en la instalación de gases de síntesis
Componente Concentración
CO 350 [vppm]
H_{2} 117 [vppm]
C_{16}H_{34} 90 [ppmC_{3}]
SO_{2} 25 [vppm]
NO 270 [vppm]
O_{2} 6 [% en volumen]
H_{2}O 10 [% en volumen]
CO_{2} 10,7 [% en volumen]
N_{2} resto
TABLA 5 (continuación)
Componente Concentración
Cantidad de gas 1950 [Nl/h]
Tamaño del catalizador \diameter 25 mm x 76 mm
Velocidad espacial 50000 [h^{-1}]
Velocidad de calentamiento 15 [ºC/min]
TABLA 6 Recopilación de aparatos de medición para medir la concentración de los gases de escape en estado de ensayo de los gases de síntesis
Gas analizado Aparato de medición Fabricante
O_{2} Oxymat Siemens AG
Hidrocarburo FID Pierburg Me\betatechnik
NO_{x} CLD 700 Elht Zellweger ECO-Systeme
CO Binos Rosemount
CO_{2} Binos Rosemount
SO_{2} Binos Rosemount
TABLA 7 Conversión de los contaminantes por medio de los catalizadores de los ejemplos B1-B32 y V1-V4 en estado fresco
Ejemplo T_{50%} Conversión a 140ºC Conversión a 200ºC
[ºC] [%] [%]
CO HC CO HC NO_{x}
V1 145 155 35 26 11
V2 160 175 17 10 1
V3 150 160 29 25 9
V4 202 <75 5 78 5
B1 138 <75 55 83 59
B2 148 <75 46 77 40
B3 147 <75 52 75 46
B4 148 <75 45 75 40
B5 146 <75 47 75 45
B6 145 <75 50 76 44
B7 144 <75 47 80 42
B8 140 <75 50 83 48
B9 139 <75 53 87 58
TABLA 7 (continuación)
Ejemplo T_{50%} Conversión a 140ºC Conversión a 200ºC
[ºC] [%] [%]
CO HC CO HC NO_{x}
B10 140 <75 50 78 59
B11 135 <75 55 83 70
B12 142 <75 45 85 61
B13 155 <75 22 85 50
B14 160 <75 15 80 48
B15 171 <75 5 74 48
B16 185 <75 5 76 40
B17 147 <75 46 78 48
B18 144 <75 47 78 55
B19 141 <75 49 83 59
B20 139 <75 51 79 61
B21 141 <75 47 80 55
B22 183 <75 10 78 12
B23 175 <75 25 85 18
B24 145 <75 45 83 51
B25 149 <75 45 79 45
B26 144 <75 47 86 59
B27 141 <75 70 81 75
B28 141 <75 69 80 73
B29 137 <75 69 80 73
B30 141 <75 59 82 70
B31 137 <75 49 78 55
B32 139 <75 51 81 59
B33 133 <75 98 80 40
B34 137 <75 90 80 38
B35 138 <75 83 79 41
B36 141 <75 65 78 37
B37 135 <75 94 81 37
TABLA 8 Conversión de los contaminantes por medio de catalizadores de los ejemplos seleccionados después del envejecimiento en el horno (16 h, 750ºC, aire + 10% en volumen de H_{2}O + 25 ppm de SO_{2})
Ejemplo T_{50%} Conversión a 140ºC Conversión a 200ºC
[ºC] [%] [%]
CO HC CO HC NO_{x}
V1 199 215 9 3 1
V2 209 235 5 2 0
V3 190 199 8 8 5
V4 222 <75 1 76 1
B1 175 <75 18 75 53
B2 180 <75 13 7 8
B3 188 <75 12 70 29
B4 187 <75 11 71 26
B5 186 <75 13 69 31
B6 186 <75 12 71 30
B7 180 <75 14 70 31
B8 177 <75 16 75 40
B32 185 <75 11 74 41
B33 174 <75 21 76 35

Claims (9)

1. Catalizador para purificar los gases de escape de motores Diesel, compuesto por una o varias zeolitas y adicionalmente uno o varios óxidos metálicos y al menos un metal del grupo del platino, caracterizado porque las zeolitas están presentes en la forma Na^{+} o H^{+} y están mezcladas en el catalizador con los óxidos metálicos adicionales, y porque los óxidos metálicos adicionales están seleccionados del grupo de silicato de aluminio, óxido de aluminio y óxido de titanio, presentando el silicato de aluminio una relación en peso de dióxido de silicio/óxido de aluminio de 0,005 a 1, y los metales del grupo del platino sólo están separados en estos óxidos metálicos adicionales.
2. Catalizador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla de zeolitas está compuesta por hasta cinco zeolitas con distintos módulos.
3. Catalizador de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque contiene una mezcla de zeolitas de al menos dos zeolitas con módulos superiores a 10, de las cuales una presenta un módulo inferior a 50 y la segunda, un módulo superior a 200.
4. Catalizador de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la relación en peso de los óxidos metálicos adicionales, inclusive de los metales del grupo del platino a la mezcla de zeolitas es de 10 : 1 a 1 : 3, con preferencia, de 6 : 1 a 2 : 1.
5. Catalizador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque contiene un silicato de aluminio activado con platino y una mezcla de zeolitas compuesta por una zeolita Y desaluminizada y una zeolita Na-ZSM5 con módulos superiores a 120, presentando el silicato de aluminio una superficie específica entre 100 y 200 m^{2}/g, cubierta con 0,05 a 0,2 mg de Pt/m^{2}.
6. Catalizador de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la relación en peso del silicato de aluminio respecto de la mezcla de zeolitas está en el intervalo de 6 : 1 a 2 : 1.
7. Catalizador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se aplica en forma de un recubrimiento sobre las paredes internas de un cuerpo en forma de panal en una concentración de 50 a 400 g/l del volumen del cuerpo en forma de panal.
8. Catalizador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los metales del grupo del platino están presentes en una concentración de 0,01 a 5 g/l del volumen del cuerpo en forma de panal.
9. Uso del catalizador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes para la purificación de los gases de escape de motores Diesel.
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