[發(fā)明專利]生產(chǎn)二氯的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180021712.6
• 申請日: 2011-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN102883994A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·E·斯坦蘭德;D·A·希克曼;M·E·瓊斯;S·G·波德科爾津;S·D·費(fèi)斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C01B7/04
• 分類號(hào): C01B7/04;B01J8/26;G01N31/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 吳亦華

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體涉及二氯，更具體地涉及生產(chǎn)二氯的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

將鹽酸(HCl)氧化轉(zhuǎn)化為二氯(Cl₂)的用于氧化轉(zhuǎn)化的傳統(tǒng)Deacon化學(xué)過程是受到平衡限制的。在最有利于二氯的高轉(zhuǎn)化率的較低溫度下，用最常規(guī)的催化劑體系、例如由銅或釕構(gòu)成的催化劑體系，Deacon反應(yīng)催化動(dòng)力學(xué)過于緩慢，而在可以發(fā)生明顯反應(yīng)的高溫下，二氯的形成受到平衡限制。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的實(shí)施方式提供了生產(chǎn)二氯(Cl₂)的方法和系統(tǒng)。對于各種實(shí)施方式而言，生產(chǎn)二氯的方法包括：在所述方法的氯化階段期間，將稀土金屬氯氧化物與鹽酸(HCl)在第一溫度下反應(yīng)，以形成稀土金屬氯化物和水(H₂O)；從所述稀土金屬氯化物中去除水；和在所述方法的氧化階段期間，將所述稀土金屬氯化物與氧(O₂)在高于第一溫度的第二溫度下反應(yīng)，以形成二氯和稀土金屬氯氧化物。對于各種實(shí)施方式而言，來自氧化階段的稀土金屬氯氧化物可被用于所述方法的氯化階段。對于各種實(shí)施方式而言，所述稀土金屬氯氧化物的例子是氯氧化鑭(LaOCl)，稀土金屬氯化物的例子是三氯化鑭(LaCl₃)。

對于各種實(shí)施方式而言，從稀土金屬氯化物中去除水包括用惰性氣體吹洗所述稀土金屬氯化物以除去水。根據(jù)本公開從稀土金屬氯化物中除去的水可以是如本文中定義的原有水和/或殘留水。本公開的實(shí)施方式還在氯化階段讓鹽酸通過和/或穿過稀土金屬氯氧化物和在氧化階段讓氧通過和/或穿過稀土金屬氯化物。在某些實(shí)施方式中，稀土金屬氯化物可以從氯化階段傳送到氧化階段，稀土金屬氯氧化物可以從氧化階段傳送到氯化階段。對于各種實(shí)施方式而言，稀土金屬氯氧化物和稀土金屬氯化物在第一溫度和第二溫度下保持固態(tài)非液體狀態(tài)。

對于各種實(shí)施方式而言，生產(chǎn)二氯的系統(tǒng)可以包括具有第一進(jìn)口和第一出口的氯化反應(yīng)器；在所述氯化反應(yīng)器中的稀土金屬氯氧化物，其中在所述氯化反應(yīng)器的第一進(jìn)口和第一出口之間移送的HCl與稀土金屬氯氧化物在第一溫度下反應(yīng)，以形成稀土金屬氯化物和水；包含所述稀土金屬氯化物并具有第二進(jìn)口和第二出口的氧化反應(yīng)器，其中在所述氧化反應(yīng)器的第二進(jìn)口和第二出口之間移送的氧氣與所述稀土金屬氯化物在大于第一溫度的第二溫度下反應(yīng)，以形成稀土金屬氯氧化物和二氯；連接所述氯化反應(yīng)器和氧化反應(yīng)器的導(dǎo)管，其中來自所述氯化反應(yīng)器的稀土金屬氯化物通過所述導(dǎo)管移送到氧化反應(yīng)器并且氧化反應(yīng)器中的稀土金屬氯氧化物通過所述導(dǎo)管移送到氯化反應(yīng)器；從由所述氯化反應(yīng)器通過所述導(dǎo)管移送到氧化反應(yīng)器的稀土金屬氯化物中清除水的吹洗系統(tǒng)；和與氯化反應(yīng)器和氧化反應(yīng)器的每一個(gè)都相連的加熱器，其中所述加熱器至少部分地將氯化反應(yīng)器中的稀土金屬氯化物加熱到第一溫度和至少部分地將氧化反應(yīng)器中的稀土金屬氯氧化物加熱到第二溫度。

對于各種實(shí)施方式而言，所述稀土金屬是鑭系元素。在一種實(shí)施方式中，所述鑭系元素是鑭。對于各種實(shí)施方式而言，所述催化劑不包括銅(Cu)。對于各種實(shí)施方式而言，所述催化劑不包括釕(Ru)。

定義

在本文中使用時(shí)，“二氯”被定義為在0℃和100kPa絕對壓力的標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下(IUPAC)的氯氣(Cl₂)。

在本文中使用時(shí)，“℃”被定義為攝氏度。

在本文中使用時(shí)，“KPa”被定義為壓力的千帕斯卡單位。

在本文中使用時(shí)，“環(huán)境壓力”被定義為運(yùn)行本公開的方法和/或系統(tǒng)的外界環(huán)境的壓力。

在本文中使用時(shí)，“原有水”被定義為沒有與本公開的稀土金屬催化劑結(jié)合和/或締合的游離水(汽態(tài)或液態(tài))。

在本文中使用時(shí)，“殘留水”被定義為所述稀土金屬催化劑結(jié)合和/或締合的水，其或者作為吸附分子水，或者為本公開的稀土金屬催化劑表面的結(jié)合羥基形式的水。

在本文中使用時(shí)，″一個(gè)″、″所述″、″至少一個(gè)″和″一個(gè)或多個(gè)″可互換使用。術(shù)語“包含”和其變化形式在這些術(shù)語出現(xiàn)在說明書和權(quán)利要求書中時(shí)不具有限制性含義。因此，例如，具有氯化反應(yīng)器的系統(tǒng)可以理解為意指所述系統(tǒng)包括“一個(gè)或多個(gè)”氯化反應(yīng)器。

在本文中使用時(shí)，術(shù)語“和/或”是指一個(gè)、多于一個(gè)或者全部的列出要素。

還有，在本文中，用端點(diǎn)敘述數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)包含的所有數(shù)字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等等)。

附圖說明