[發(fā)明專利]一種四氯化碳和氯仿氣相水解的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910083919.0
• 申請日: 2009-05-13
• 公開（公告）號: CN101559319A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李春喜;孫愛軍;張金龍;孟洪;陸穎舟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: B01D53/70
• 分類號: B01D53/70;B01D53/79
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 沈 波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以多孔材料為催化劑載體，以無機鹽或離子液體為催化劑，催化四氯化碳和氯仿氣相水解的方法。

背景技術(shù)

四氯化碳(CTC)和氯仿由于其優(yōu)良的性能，廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)過程中。CTC是一種消耗臭氧層的物質(zhì)(ODS)，按照《蒙特利爾議定書》的要求，其作為助劑用途的消費需逐步被淘汰。對于一些無法采用其他溶劑來替代CTC的行業(yè)，則必須將CTC的發(fā)散控制在可以忽略的水平。但對于尾氣中低濃度的CTC發(fā)散情況，其回收利用的成本很高。同樣對于尾氣中的氯仿也需要進行銷毀處理。因此，有必要研究開發(fā)一種治理銷毀工業(yè)尾氣中的CTC和氯仿的技術(shù)。

目前，尚無關(guān)于治理氣體中CTC和氯仿組分技術(shù)的報道，也無將CTC和氯仿直接氣相水解制備氯化氫的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提供一種四氯化碳和氯仿氣相水解的方法。

本發(fā)明所提供的四氯化碳和氯仿氣相水解的方法是通過以多孔材料為催化劑載體，以無機鹽或離子液體為催化劑，催化四氯化碳和氯仿氣相水解，具體步驟如下(如反應(yīng)方程式(1)和(2)中所示)：

(1)

(2)

將壓力(表壓)為0-1.0Mpa的混合氣體通入裝有負載型催化劑的列管式或固定床反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為不低于140℃，反應(yīng)時間(混合氣體在反應(yīng)器中停留的時間)不少于1秒；

其中，所述的混合氣體為氣態(tài)的四氯化碳與水蒸汽的混合氣體或者氣態(tài)的氯仿與水蒸汽的混合氣體或者是氣態(tài)的四氯化碳、氣態(tài)的氯仿與水蒸汽的混合氣體；所述的負載型催化劑的載體為多孔材料，活性成分為過渡金屬無機鹽或含氮陽離子的離子液體，活性成分的負載量不低于0.1wt.％。

其中，所述的混合氣體中，水蒸汽的用量不能低于水蒸汽與四氯化碳和/或氯仿進行水解反應(yīng)時所需水的理論用量；而作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，氣態(tài)的四氯化碳與水蒸汽的混合氣體中，水蒸氣的用量不低于四氯化碳的摩爾數(shù)的2.2倍；氣態(tài)的氯仿與水蒸汽的混合氣體中，水蒸氣的用量不低于氯仿的摩爾數(shù)的2.2倍；氣態(tài)的四氯化碳、氣態(tài)的氯仿與水蒸汽的混合混合氣體中，水蒸氣的用量不低于四氯化碳與氯仿的摩爾數(shù)之和的2.2倍。

所述的多孔材料為顆粒狀活性炭、γ-氧化鋁或分子篩。

所述的過渡金屬無機鹽為氯化鋅、氯化鐵、氯化錫、硫酸鋅或磷酸鋅鹽。

所述的含氮陽離子的離子液體選自咪唑類鹽酸鹽、吡啶類鹽酸鹽、咪唑類四氟硼酸鹽、咪唑類磷酸二氫鹽、咪唑類硫酸氫鹽或鹽酸三烷基胺。

負載型催化劑中活性成分的優(yōu)選負載量為5-25wt.％。

作為本發(fā)明的另一個優(yōu)選技術(shù)方案，將混合氣體與負載型催化劑在列管式或固定床反應(yīng)器中，于160-240℃反應(yīng)30-90秒。

本發(fā)明中，含氮陽離子的離子液體采用常規(guī)的酸堿中和或親核加成反應(yīng)制備；采用浸漬方法將過渡金屬無機鹽或含氮陽離子的離子液體負載到載體上，得到負載型催化劑。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所提供的水解方法反應(yīng)條件溫和，工藝簡單，易于操作，無二次污染，適用于工業(yè)尾氣中的四氯化碳或/和氯仿尾氣的去除，也使用于工業(yè)副產(chǎn)物四氯化碳或/和氯仿的轉(zhuǎn)化。

以下結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

具體實施方式

實施例1-35

1)負載型催化劑的制備：稱取活性成分80g，用290g水溶解，再將453g比表面積為800m²/g的柱狀活性碳浸漬于活性成分的水溶液中，定時攪拌，浸漬12小時，待水溶液完全被活性碳吸收后在110℃下烘干備用；

2)將負載型催化劑裝入帶有保溫裝置的500mm×Φ50mm的玻璃管式反應(yīng)器中，升高到反應(yīng)溫度160-240℃保溫2小時后，將153.8g四氯化碳與54.0g水(過量50％)經(jīng)氣化器氣化后，送入反應(yīng)器中，混合氣體的壓力為常壓，反應(yīng)溫度控制在160-240℃，混合氣體在催化劑表面停留的時間為60秒，反應(yīng)產(chǎn)物HCl經(jīng)定量的水吸收，濃度采用酸堿滴定法測定。

步驟1)中的催化劑的活性成分、步驟2)中的水解反應(yīng)溫度和四氯化碳的轉(zhuǎn)化率見表1。

表1四氯化碳的轉(zhuǎn)化率(％)