[發明專利]在絕熱反應級聯中使用氧化鈰催化劑制備氯氣的方法

有效

• 申請號: 201280043148.2
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN103796949A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: T.施密特;A.沃爾夫;O.F-K.施呂特;T.韋斯特曼;C.蒙德利;J.佩雷斯-拉米雷斯;H.索埃里彥托;R.肖默克;D.特施納;R.施勒格爾
• 申請（專利權）人: 拜耳知識產權有限責任公司
• 主分類號: C01B7/04
• 分類號: C01B7/04;B01J23/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙蘇林;萬雪松

1.?在催化劑的存在下通過氯化氫氣體與氧氣的熱催化氣相氧化制備氯氣并且從包含氯氣、氯化氫、氧氣和水的反應產物中分離氯氣的方法，其特征在于：

a)?氧化鈰被用作催化劑中的催化活性組分，和

b)?反應氣體在絕熱反應級聯中在氧化鈰催化劑下轉變，所述絕熱反應級聯包括至少兩個具有催化劑床的絕熱反應區并且它們通過用于冷卻反應產物的中間冷卻區串聯連接，

其中在包含氧化鈰的催化劑床的任何部分中O₂/HCl的摩爾比為至少0.75，特別是至少1，特別優選至少1.5。

2.?根據權利要求1的方法，其特征在于提供了3-7個絕熱反應階段。

3.?根據權利要求1或2的方法，其特征在于將另外的氯化氫氣體料流與反應產物在中間冷卻區中混合，優選在進入下一個絕熱反應區之前。

4.?根據前述權利要求任一項的方法，其特征在于氧化鈰催化劑的溫度在絕熱反應級聯的任何反應區中被保持在200-600℃的范圍，特別是通過將任何反應區的入口氣體溫度保持在至少200℃的溫度和將各個反應區的反應氣體的出口溫度保持在至多600℃的溫度，特別優選通過控制氣體料流從而控制各個催化劑床的溫度，非常特別優選通過控制與進入到各自反應區的整個入口氣體料流的量相比的HCl氣體的量。

5.?根據權利要求4的方法，其特征在于最后一個絕熱階段的反應區的出口氣體溫度通過進入前面的反應階段的離析物氣體料流的組成控制為至多450℃，更優選至多420℃。

6.?根據前述權利要求任一項的方法，其特征在于保持最后一個絕熱階段的反應區的出口溫度低于其它絕熱階段的各個前面的反應區的出口氣體溫度。

7.?根據前述權利要求任一項的方法，其特征在于絕熱反應級聯中的絕對壓力被保持在2-10巴的范圍（2000-10000hPa）。

8.?根據前述權利要求任一項的方法，其特征在于使用包含釕金屬和/或釕化合物和氧化鈰作為催化活性組分的催化劑。

9.?根據權利要求1-7任一項的方法，其特征在于在不同的反應區中存在至少兩個不同類型的催化劑，其中第一類型的催化劑包含釕金屬和/或釕化合物作為催化活性組分而第二類型的催化劑包含氧化鈰作為催化活性組分。

10.?根據權利要求9的方法，其特征在于將基于釕的催化劑在氣體溫度為200-400℃范圍的反應區中應用，而將氧化鈰催化劑在氣體溫度為300-600℃范圍的反應區中應用。

11.?根據權利要求9或10的方法，其特征在于至少一個絕熱反應區包括至少兩個反應子區，第一反應子區包含基于釕的催化劑和第二反應子區包含氧化鈰催化劑。

12.?根據權利要求1的方法，其特征在于在該方法的操作期間，通過提高O₂/HCl比來恢復氧化鈰催化劑的初始活性，優選通過降低HCl的量，特別優選提升O₂/HCl比至二倍，和特別是保持該升高的O₂/HCl比約至少半小時的時間然后返回到先前的O₂/HCl比。

13.?根據前述權利要求任一項的方法，其特征在于應用已經在其制備期間優選在氧化條件下加熱至500-1100℃的溫度的氧化鈰催化劑。

14.?根據前述權利要求任一項的方法，其特征在于在該方法中使用不包含CeCl₃·6H₂O或CeCl₃相的氧化鈰催化劑，且其特別是不顯示顯著的CeCl₃·6H₂O或CeCl₃相所特有的X-射線衍射反射。

15.?根據前述權利要求任一項的方法，其特征在于在該方法中使用的氧化鈰催化劑將在增大的O₂/HCl-摩爾比下經受活性恢復處理或如果在催化劑的使用期間在氧化鈰催化劑中超過3個理論層的氧被氯置換則被用新鮮催化劑代替。