[發明專利]一種以凹凸棒土為載體的氯化氫氧化制氯氣催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310014124.0
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103920500A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 陳獻;喬旭;葉宏斌;湯吉海;崔咪芬;費兆陽;劉皓月
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J23/26;B01J23/46;B01J32/00;C01B7/04
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;傅婷婷

1.一種用于氯化氫氧化制氯氣的催化劑，其特征是將分別以過渡金屬鹽、稀土金屬鹽及堿金屬鹽為前驅體的過渡金屬元素、稀土金屬元素與堿金屬元素負載于凹凸棒土上所得。

2.根據權利要求1所述的催化劑，其特征是所述的過渡金屬元素選自鉻、釕、銅元素；所述的過渡金屬鹽選自鉻、釕、銅的鹽類，優選釕或銅的鹽類，進一步優選三氯化釕、氯化銅、硝酸銅或乙酸銅中的一種或多種；所述的稀土金屬元素為鑭、鈰或釔元素；所述的稀土金屬鹽選自鑭、鈰、釔的鹽類，優選硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸釔；所述的堿金屬元素為鉀元素，所述的堿金屬鹽選自鉀鹽，優選硝酸鉀、氯化鉀或磷酸二氫鉀。

3.根據權利要求1或2所述的催化劑，其特征是所述的過渡金屬元素的負載量以單質金屬計，為凹凸棒土質量的1~10%；所述的稀土金屬元素的負載量以單質金屬計，為凹凸棒土質量的1~20%；所述的堿金屬元素的負載量以單質金屬計，為凹凸棒土質量的0.5~10%。

4.?根據權利要求1~3中任一項所述的催化劑，其特征在于當氯化氫氧化制氯氣反應在固定床中進行時，所述的催化劑主要通過如下步驟制備得到：①將所述的過渡金屬鹽、稀土金屬鹽及堿金屬鹽溶于去離子水配成溶液；②將所述的凹凸棒土在上述溶液中浸漬12~24?h后，于100~130℃下烘干；③將烘干的物料擠條成型，得到0.5~5?mm直徑的顆粒；④將顆粒在400~750?℃下焙燒2~5?h后得到所述的催化劑；

當氯化氫氧化制氯氣反應在流化床中進行時，所述的催化劑的制備方法采用噴霧干燥法，所述的催化劑主要通過如下步驟制備得到：①將所述的過渡金屬鹽、稀土金屬鹽及堿金屬鹽溶于去離子水配成溶液；②將所述的凹凸棒土加入上述溶液制成懸浮液，使懸浮液中的固含量達到20~40%，在室溫下連續攪拌1~24h；③將上述的物料噴霧干燥，得到平均粒徑為50~90?μm顆粒；④將顆粒在400~750?℃下焙燒2~5?h后得到催化劑。

5.?權利要求1~3中任一項所述的催化劑的制備方法，其特征在于包含如下步驟：①將所述的過渡金屬鹽、稀土金屬鹽及堿金屬鹽溶于去離子水配成溶液；②將述的凹凸棒土在上述溶液中浸漬12~24?h后，于100~130℃下烘干；③將烘干的物料擠條成型，得到0.5~5?mm直徑的顆粒；④將顆粒在400~750?℃下焙燒2~5?h后得到所述的催化劑。

6.?權利要求1~3中任一項所述的催化劑的制備方法，其特征在于包含如下步驟：①將述的過渡金屬鹽、稀土金屬鹽及堿金屬鹽溶于去離子水配成溶液；②將述的凹凸棒土加入上述溶液制成懸浮液，使懸浮液中的固含量達到20~40%，在室溫下連續攪拌1~24h；③將上述的物料噴霧干燥，得到平均粒徑為50~90?μm顆粒；④將顆粒在400~750?℃下焙燒2~5?h后得到催化劑。

7.?權利要求1所述的催化劑在催化氯化氫氧化制氯氣中應用。

8.在權利要求1所述的催化劑上進行氯化氫氧化制氯氣的生產方法，其特征在于所述的氯化氫氧化制氯氣反應在固定床反應器中進行，氯化氫與氧氣的摩爾配比為1:2~8:1，反應壓力為1~10?atm絕壓，優選3~7?atm絕壓，氯化氫以0.22~2.38?mmol/(g_催化劑.min)的進料速度，優選以0.37~1.86?mmol/(g_催化劑.min)?的進料速度通過權利要求1所述的催化劑床層，反應溫度300~450?℃，優選380~430?℃；

或者，所述的氯化氫氧化制氯氣反應在流化床反應器中進行，氯化氫與氧氣的摩爾配比為1:2~8:1，反應壓力為1~10?atm絕壓，優選3~7?atm絕壓，氯化氫以0.22~2.38?mmol/(g_催化劑.min)的進料速度，優選以0.37~1.86?mmol/(g_催化劑.min)?的進料速度通過權利要求1所述的催化劑床層，反應溫度300~450?℃，優選380~430?℃。

9.根據權利要求7所述的生產方法，其特征在于所述的氯化氫為純的氯化氫氣體，或者為含有微量芳香烴、氯代芳香烴、脂肪烴的氯化氫混合氣體；所述的氧氣為工業氧氣，或含有惰性氣體的富氧氣體；所述的氯化氫與所述的氧氣的摩爾比為1:2~8:1。

10.根據權利要求9所述的生產方法，其特征在于所述的惰性氣體選自氮氣、氦氣、氬氣、二氧化碳、氯氣中的一種或多種。