本发明涉及一种主要成分为钯的催化剂，其用于将氨氧化成一氧化氮，本发明还涉及一种物质，其主要成分是钯，适用于回收和收集主要为铂的贵金属。 氨的催化氧化是生产硝酸的第一个步骤，将氧化所形成的一氧化氮用水吸收，并与水反应得到硝酸，该吸收过程可在常压或高压（例如5～10巴）下进行。
用于氨氧化的最普通的催化剂是熔合了5～10%铑的铂。该氧化过程在大型氧化器中进行，在该氧化器中将催化剂，例如以若干织网的形式的催化剂横向放置在反应气体流向上，氨的氧化压力与后续一氧化氮吸收过程中的压力基本相同，氧化温度为850～950℃。在这种工艺温度下，显然对催化剂的选择不仅要考虑有尽可能高的催化效果和选择性，而且还要考虑获得最佳机械性能的催化剂物质。这种催化剂通常用细丝编织成网状的形式，这种物质的加工性或延性是重要地，另外，更为重要的是在这种高温下催化剂的稳定性。
于是，人们发现铂适用于作催化物质，但在实际反应温度下将有铂的损失，这样催化剂网将变薄变弱，而且这种昂贵的物质又不能允许有太大的损失，所以通常在氧化器中回收铂，并且是用特殊合金回收铂。最普通的回收合金是钯/金（Pd/Au），其中钯主要用于吸收铂，其与金熔合的目的在于改善吸收网的机械性能。
用铑（Rh）与铂基催化剂熔合可以得到机械性能更好的催化剂网，但使用铑的缺点是呈氧化状态的铑能够将氨和一氧化氮分解成氮，这将降低氨氧化的总产率。
人们设法用各种方法解决Pt/Rh催化剂所引起的问题。在西德专利DE2654913号描述了一种镍载体上的铂基催化剂，这种催化剂具有高的机械强度，但铂的消耗量并不比Pt/Rh催化剂减少，而且从使用的催化剂中难以回收铂，
此外，从英国专利GB2，037606A中得知，在氨氧化器中，用含有最多达80%的钯与20～14%金、30～42%铂和少于1%的元素Cu、Co、Rh、Ir、Ag熔合的催化剂代替至少部分在催化剂/回收填料中的Pt/Rh网。各个组份均用重量百分数表示，在以下的本说明书中，当只用百分数表示时意为重量百分数。在氨的氧化过程中要求熔合的金属能够改变催化剂的活性，改变它们吸收铂的能力和它们的机械性能。常用的Pd/Au（80/20）型吸收网代表最实用的催化剂。
这种催化剂最主要的缺点是其机械性能较差，因而在每个网的下面使用一个支承网，除非在编织催化剂网时使用粗丝。然而，后者的方案非常昂贵，这一点在美国专利4239833中描述，并且其催化效果比Pt/Rh催化剂还要差，尤其当钯催化剂只与金熔合时更是如此。
本发明的主要目的是获得一种用于氨氧化的催化剂物质，这种物质能够全部或部分地替代普通的铂/铑催化剂，这种物质可应用于由若干催化剂网，支承网和吸收网构成的网状填料。本发明的另一个目的是使用上述物质吸收铂，因此，这种物质将比常用的钯/金（80/20）吸收网要好。
本发明的第三个目的是获得一种具有极好的机械性能的催化剂和吸收材料，这将有可能减少支承网的用量。
最初发明人对催化剂物质和吸收物质分别提出了某些最简单的要求，一般地说这些要求可以分为机械性能、催化效应和吸收铂的性能。对于催化剂物质最终还应满足下列标准：
对于氨的氧化催化效果/选择性来说，从总体上讲应至少与使用Pt/Rh（90/10）催化剂相同，理想的催化剂应该避免含有铑，因为铑会将氨和一氧化氮分解成氮。
由这种物质制造的网的机械性能至少应与Pt/Rh（95/5）网一样好。
应尽可能地将催化剂物质编织成网，使其在本工艺的条件下具有一定的机械强度，而无需用支承网去支承催化剂网，在操作过程中，其机械强度基本上不应该下降。
催化剂网的总成本应比Pt/Rh网要低。
上述吸收网最终应满足下列标准：
吸收性能比已知的物质如Pd/Ni和Pd/Au要好，机械性能应基本上比这些已知物质的网要强，这样才能避免在每个吸收网下面安装支承网。
人们发现，关于支承网问题是很重要的。最常用的支承网是含有约20%Cr和约5%Al的钢网，但这种网会将氨分解为氮，因此它们不能用在有催化剂部分的填料中，甚至用作吸收网的支承网也由于它们的分解性质而遭拒绝。
很明显应该使用贵金属作为主要催化剂材料，不锈钢的催化剂（美国专利4512964）由于其催化作用太低而不能使用。
当人们使用铂作主要催化剂物质或次要催化剂物质来制备催化剂时，便开始考虑吸收铂的材料的催化性能。众所周知，钯是最好的吸收物质，但纯钯在操作条件下存在于氨氧化器有不适宜的机械性能。然而，人们有理由更精细地研究钯，因为钯的价格实际上要比铂低许多。在研究钯的催化性能过程中，我们发现了惊人的东西，即对氨的氧化反应纯钯比纯铂具有更高的催化活性和选择性。因此，可以推断钯含量高的物质将会更适合用作催化剂和对铂的吸收物质。问题是要寻找一种合金物质，使用少量该物质使能得到所需的机械性能，同时不排斥有关物质的催化和吸收性能，例如，必须制造某些不分解氨和一氧化氮的合金物质或它们的氧化物，这样在氧化时才不致减小总产率。
根据从Pt/Ni和Pd/Ni网回收贵金属的试验，可以明显看出贵金属不一定作为合金组份，高催化活性的Pt是真正的合金物质，但发现与5～10%Pt熔化的钯试样具有较差的机械性能。通过研究其他贵金属的物理性质，在文献中我们发现铱和钌归入晶粒催化剂类，但这并不能改善合金的机械性能。此外，如上所述，加入钌将导致合金的延性更小。尽管这份资料给予否定，但本发明人还是企图使用钌作为一种合金物质，我们一开始还使用一些铂作为合金物质，因为人们担心得到的合金的延性太低。用大致95%Pd和各种量的Pt和Ru制造一系列的Pd/Pt/Ru合金，这些合金的试验表明，即使加入少量的Pt也能得到惊人的良好性能。因此，还可以制造一些只含有Ru的合金，并且其用量为0.2～3.0%，剩余为钯。这些新合金不仅在中试工厂而且化工业视模的氨氧化器上试验，其机械性能在低温或退火状态下试验并与已知的合金试验比较。该研究表明含有95-99钯、0～5%Pt和0.2～3.0%Ru的合金显示出理想的催化效果和Pt的回收以及适用的机械性能。
本发明的具体特征在附属的权利要求书中详述。
现用下面这些实施例进一步说明本发明并讨论这些结果。
实施例1
本实施例表明与已知的Pt/Rh催化剂网和吸收网相比，本发明的催化/吸收物质网的机械性能，在冷拉的和退火的1.13mm细丝上分别进行测量。所有的细丝用同一方式冷拉和退火。
抗拉强度以兆帕（MPa）为单位，“0.2极限值”用兆帕为单位，延伸率用%和布氏硬度值（Brinel hardness number），表示。
“0.2极限值”（弹性极限应力）表示可变极限，它用减荷0.2%之后永久拉伸所产生的标称张力表示，“0.2极限值”表示为R0，2。
用化学定义法定义的这些合金的测量结果和用%表示的相应组份列于下列表1中。
合金7～11是本发明的合金，合金1和2是已知的催化剂合金，而合金3则是当今最常用的吸收合金，合金4-6被认为不适宜，因为它们机械性能差。
用于评价机械性能的主要是“0.2极限值”，这是一个临界值，纯Pd和Pd/Au（90/10）的这个参数值说明用这些合金制成的网必须用支承网支承。另一方面，用合金7-9制造的网基本上具有和Pt/Rh（95/5）网一样好的机械性能。对于用大量Pd/Pt（合金10和11）制造的网其“0.2极限值”是很低的，故必须使用支承网，但这些合金制成的网仍具有如下优点，即比已知的Pt/Rh和Pd/Au合金价格便宜。
表中的结果还表明，添加Ru导致“0.2极限值”的增加。
实施例2
本实施例表明的催化剂与已知Pt/Rh催化剂的催化活性和选择性的对比。
本试验是在压力为5巴的工业氨氧化器中进行。使用不同类型的网状填料，其中有些Pt/Rh网用本发明的催化剂替代，总共使用8个催化剂网，用百分数表示的产率用温度和操作时间的函数测定。当然，对不同的填料，时间函数有时相同，对于两个温度850℃和900℃，产率相应表示催化效果如何随催化物质的函数变化，对于氨反应生成一氧化氮来说，产率用理论上的可能性的百分数表示。
从表中可以看出，用8个Pt/Rh网（已知的催化剂填料）和4个Pt/Rh网以及4个Pd/Pt/Rh（95/4/1）网所获得的最初催化效果是基本相同的。这意味着在氨氧化器中如果使用本发明的催化剂合金，在很大程度上可以用很便宜的钯去替代昂贵的催化剂物质铂。
表中还表明了装置运转100天后的结果，应用本发明的催化剂可以获得高产。使用所示的填料Ⅱ和Ⅳ，可以获得比用已知填料Ⅰ更高的产率，这意味着使用本发明的催化剂可使每次换网之间的运转时间延长。
从上述实施例得知，用本发明方法获得的催化剂要比Pt/Rh催化剂便宜，并且并不降低催化剂的活性或选择性，本发明的催化剂的机械性能与已知催化剂的性能一样好，并且达到了不用铑的目的。
这种新的催化剂由于具有更高的催化效果和较低的价格，因此，比英国专利GB2037606A中所述催化剂要好。根据该说明书，该物质含有大量的金和铂，而这两种物质都比钯昂贵得多，此外，金对氨的氧化并没有催化作用，根据该说明书物质的机械性能和本发明的相比也很差。关于这种新合金对铂的吸收性能比已知催化剂物质要好，因为这种新合金有更高含量的钯。根据本发明，人们可以设法增加钯在吸收物质中的含量，并在改善其性能的同时，使其达到在每个吸收网之间不再需要支承网。