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聚合级烯烃高效净化技术是制约高端聚烯烃产品发展的关键前提,净化深度不达标将导致聚合催化剂中毒甚至整个装置停产。随着聚烯烃催化技术的不断升级换代,其中对丙烯中CO杂质的净化要求越来越高,具体来说CO杂质浓度不超过十亿分之30(3× 10-8(φ),体积分数)。催化氧化法具有操作简单,脱除深度高等优点。研发脱除深度高、使用温度低的CO净化催化剂是聚合级烯烃净化技术的核心。本论文采用共沉淀法,研究了不同非贵金属活性组分(Cu、Co)和不同助剂(Zn、Ce、Pr、La)对催化剂物化性质和CO催化氧化性能的影响;然后以CuxCoyZn0.15Ce0.15Oδ催化剂体系为研究对象,针对制备方法、催化剂配方、活化工艺和脱除工艺进行系统研究和优化,同时结合XRD、BET、H2-TPR和XPS等多种表征手段,探索改性机理。主要研究结果如下:(1)研究了不同活性组分(Cu、Co)和不同助剂(Zn、Ce、Pr、La)对催化剂物化性质和CO催化氧化性能的影响。实验发现,采用Zn、Ce助剂可改进活性组分CuO在催化剂表面分布,增大比表面积,提高低温CO脱除能力。添加Co以CuO-Co304为双活性中心,可进一步将T100从CuO-ZnO-CeO2催化剂的104 ℃降低至80 ℃,显著提高了 CO催化氧化活性;另一方面克服了 Co3O4稳定性差的缺陷。开发得到的CuxCoyZn0.15Ce0.15Oδ催化剂,连续反应33h,CO转化率保持在97%～99%,无显著下降,稳定性良好。(2)以CuxCoyZn0.15Ce0.15Oδ催化剂体系为研究对象,对制备方法进行系统研究和优化。通过对主要制备影响因素:沉淀方式、沉淀剂、焙烧温度、沉淀温度、老化时间等进行研究,优化得到:采用并流法、沉淀剂为碳酸铵、焙烧温度400℃、沉淀温度80℃,老化时间3 h制得的催化剂具有较优低温CO催化氧化活性。(3)采用共沉淀法,考察不同活性组分质量比CuO:Co3O4对CuxCoyZn0.15Ce0.15Oδ催化剂CO脱除性能的影响。系统考察了 CuO含量为x = 5%、10%、20%、30%、35%、40%、50%、60%、65%,Co304 含量 y = 70%-x 时,优化得到 x = 50%,y= 20%即CuO:Co304 = 50:20时制得催化剂的CO脱除性能最佳。(4)在液相丙烯体系下对Cu0.5Co0.2Zn0.15Ce0.15Oδ催化剂的活化工艺、脱除工艺、杂质等对催化剂活性影响进行研究。发现氧化态的Cu0.5Co0.2Zn0.15Ce0.15Oδ催化剂比还原态具有更好的催化氧化活性;反应温度越高,CO氧化脱除活性越高;液相空速越低,催化剂具有更优的CO氧化脱除深度;杂质水对催化剂活性影响不显著。在50℃、3.0 MPa、LHSV = 8.0 h-1的反应条件下,Cu0.5Co0.2Zn0.15Ce0.15Oδ催化剂可将液相丙烯中微量CO从含量10.0 × 10-6(φ)降至2.0 × 108(φ),满足“聚合级”烯烃精制要求;连续反应66h,催化剂稳定性良好,具有广阔的工业应用前景。