[發(fā)明專(zhuān)利]氯堿工業(yè)中采用氧化鐵催化尾氯脫氫及制備氯化鐵的裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710475951.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107265516B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛建偉;陳小圈;薛達(dá);劉記生;王寒寒;劉茜;李福祥;呂志平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01G49/10
• 分類(lèi)號(hào): C01G49/10
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專(zhuān)利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種氯堿工業(yè)中采用氧化鐵催化尾氯脫氫及制備氯化鐵的裝置和方法。該裝置包括尾氯脫氫反應(yīng)裝置和氯化鐵制備裝置。本發(fā)明以氧化鐵或負(fù)載型氧化鐵（載體為氧化鋁、二氧化硅等）為催化劑，采用流化床反應(yīng)器進(jìn)行尾氯脫氫反應(yīng)，利用失活的催化劑與脫氫尾氯尾氣反應(yīng)制備氯化鐵。該裝置在低溫條件下對(duì)工業(yè)尾氯進(jìn)行脫氫，可連續(xù)生產(chǎn)，滿(mǎn)足了工業(yè)生產(chǎn)中尾氯催化脫氫的要求，且在尾氯脫氫的同時(shí)制備了具有工業(yè)價(jià)值的氯化鐵，提高了尾氯利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氯堿工業(yè)中采用氧化鐵催化尾氯脫氫及制備氯化鐵的裝置和方法，屬于氯堿工業(yè)尾氯催化脫氫技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氯堿工業(yè)的尾氯是以氯氣為主要成分，包含氧氣、氮?dú)夂蜌錃獾葰怏w，其中，氯氣含量為65-85%，氮?dú)鉃?0-15%，氧氣為5-10%，氫氣為1.5-4%，由于氫氣的爆炸極限為4%，所以氫氣的存在成為尾氣中最大的安全隱患，傳統(tǒng)的氯堿工業(yè)通常經(jīng)過(guò)高溫將氫氣與氯氣燃燒轉(zhuǎn)化為鹽酸來(lái)除去尾氯中的氫氣，但是這種方法尾氯中的氯氣未能廣泛利用，工業(yè)效益較低。

利用催化劑脫除尾氯中的氫氣，可以有效的降低尾氯中氫氣的含量或徹底脫除，進(jìn)而液化得到純氯氣，即提高了經(jīng)濟(jì)效益，又解決了尾氯含氫的安全問(wèn)題。中國(guó)專(zhuān)利CN104310310A中提出在流化床反應(yīng)器中，通過(guò)低溫催化氧氫反應(yīng)和氯氫反應(yīng)的方法處理尾氯，以Cu、Ag、Pd、Pt、Au 金屬中的一種或多種作催化劑，活性炭、三氧化二鋁、二氧化硅和碳化硅中的任意一種作為載體，尾氯進(jìn)入流化床反應(yīng)器經(jīng)催化反應(yīng)脫氫，失活的催化劑進(jìn)入還原流化床進(jìn)行還原再生。

現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的尾氯脫氫方案中，催化劑必須經(jīng)過(guò)還原以后才能重復(fù)使用，這就使得工序復(fù)雜，操作費(fèi)用較高。中國(guó)專(zhuān)利CN106582271A，以鐵為催化劑催化尾氯脫氫并制備氯化鐵，但其最初制得的氯化鐵溶液里面含有氯化亞鐵，需要做進(jìn)一步處理才能制得純度較高的氯化鐵溶液。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種氯堿工業(yè)中采用氧化鐵催化尾氯脫氫及制備氯化鐵的裝置和方法，通過(guò)在低溫下催化氧氫反應(yīng)和氯氫反應(yīng)的方法處理尾氯，催化劑為氧化鐵或負(fù)載型氧化鐵（載體為氧化鋁、二氧化硅等），選用可連續(xù)操作的流化床來(lái)完成脫氫反應(yīng)；尾氯進(jìn)入反應(yīng)流化床催化脫氫，不僅達(dá)到了工業(yè)上脫氫的效果，而且還制備了氯化鐵；這為氯堿工業(yè)尾氣脫氫提供了一種高效、經(jīng)濟(jì)、安全的方法。

本發(fā)明提供了一種氯堿工業(yè)中采用氧化鐵催化尾氯脫氫及制備氯化鐵的裝置，包括尾氯脫氫反應(yīng)裝置和氯化鐵制備裝置；尾氯脫氫反應(yīng)裝置包括反應(yīng)流化床、尾氯加熱器、旋風(fēng)分離器；氯化鐵制備裝置包括失活催化劑儲(chǔ)槽、氮?dú)饧訜崞鳌⒙然F吸收塔、粗制氯化鐵儲(chǔ)槽、精制氯化鐵儲(chǔ)槽；反應(yīng)流化床底部設(shè)有尾氯入口，尾氯管道上設(shè)有尾氯加熱器；反應(yīng)流化床下部設(shè)有催化劑入口，反應(yīng)流化床中部設(shè)有失活催化劑出口，失活催化劑出口與失活催化劑儲(chǔ)槽相連接；

反應(yīng)流化床頂部與旋風(fēng)分離器連接，旋風(fēng)分離器頂部連接第一氯化鐵吸收塔，第一氯化鐵吸收塔底部與粗制氯化鐵儲(chǔ)槽、精制氯化鐵儲(chǔ)槽依次連接；

失活催化劑儲(chǔ)槽底部設(shè)有氮?dú)馊肟冢獨(dú)夤艿郎显O(shè)有氮?dú)饧訜崞鳎皇Щ畲呋瘎﹥?chǔ)槽頂部與第二氯化鐵吸收塔相連接；底部與粗制氯化鐵儲(chǔ)槽、精制氯化鐵儲(chǔ)槽依次連接；失活催化劑儲(chǔ)槽下部與精制氯化鐵儲(chǔ)槽相連接；

上述裝置中，在反應(yīng)流化床底部及失活催化劑儲(chǔ)槽底部分別設(shè)有氣體分布隔板。

上述裝置中，在兩個(gè)氯化鐵吸收塔的頂部分布設(shè)有吸收塔氣體分布隔板，底部分別設(shè)有吸收塔液體分布隔板，在吸收塔氣體分布隔板下方設(shè)有噴淋器，在兩個(gè)氯化鐵吸收塔的中部分別設(shè)有吸收塔塔板；上述噴淋器與粗制氯化鐵儲(chǔ)槽連接，連接管路上設(shè)有防腐泵。

本發(fā)明提供了一種氯堿工業(yè)中采用氧化鐵催化尾氯脫氫及制備氯化鐵的方法，采用上述裝置，包括以下步驟：

（1）反應(yīng)流化床中發(fā)生催化反應(yīng)：