[發(fā)明專利]用于制氯的氯化氫氧化反應(yīng)用催化劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980082064.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN113164924A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全廷桓;趙永鎮(zhèn);金元用;禹恩智;李佳藍(lán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓華思路信株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B01J23/63
• 分類號(hào): B01J23/63;B01J37/02;B01J37/08;C01B7/04
• 代理公司: 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 姜虎;陳英俊

本發(fā)明涉及一種通過(guò)氯化氫(HCl)的氧化反應(yīng)來(lái)制得氯氣(Cl₂)的催化劑，具體涉及向以TiO₂作為載體的RuO₂負(fù)載型催化劑添加第二種(2nd)異種物質(zhì)，從而由HCl制備Cl₂的氧化反應(yīng)用催化劑及其制備方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種氯化氫氧化反應(yīng)用催化劑，使用于對(duì)氯化氫進(jìn)行氧化以制備氯氣的方法，該催化劑在載體和活性成分中包含異種物質(zhì)。本發(fā)明的催化劑在提高低溫下的催化活性的同時(shí)，強(qiáng)化了熱穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)了提供高溫下的熱穩(wěn)定性等耐久性得以提高的催化劑的效果。因此，確保了熱穩(wěn)定性，從而即便在高溫下也長(zhǎng)時(shí)間保持催化性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過(guò)氯化氫(HCl)的氧化反應(yīng)來(lái)制得氯氣(Cl₂)的催化劑，具體涉及向以TiO₂作為載體的RuO2負(fù)載型催化劑添加異種物質(zhì)，從而由氯化氫(HCl)制備氯氣(Cl₂)的氧化反應(yīng)用催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

迪肯(Deacon)在1868年開發(fā)的氯化氫的催化氧化方法利用氧氣對(duì)氯化氫進(jìn)行氧化，從而在發(fā)熱平衡反應(yīng)中形成氯氣。氯化氫在例如制備異氰酸酯等光氣化反應(yīng)中，作為共同產(chǎn)物，大量形成。在制備異氰酸酯時(shí)所形成的氯化氫主要用于制備1,2-二氯乙烷的乙烯的氯氧化反應(yīng)，其中，1,2-二氯乙烷經(jīng)處理，后續(xù)可形成氯乙烯并最終形成聚氯乙烯(PVC)。在韓國(guó)，除了在氯氧化(OxyChlorination)反應(yīng)器中使氯化氫與乙烯(Ethylene)進(jìn)行反應(yīng)以制備氯乙烯(VCM)，大部分的鹽酸和氯化氫被制備成水溶液狀(20％或35％的鹽酸)進(jìn)行銷售，或經(jīng)中和處理之后被廢棄。

氯化氫氧化反應(yīng)中所使用的催化劑有釕基催化劑、銅基催化劑、鈰基催化劑等，且與銅基催化劑或鈰基催化劑相比，釕基催化劑具有只需少量的催化劑和反應(yīng)溫度低的特點(diǎn)。

通過(guò)氯化氫的氧化來(lái)制備氯氣的反應(yīng)為平衡反應(yīng)，反應(yīng)溫度越高，越不利于平衡，就會(huì)導(dǎo)致平衡轉(zhuǎn)化率降低。因此，催化劑的反應(yīng)溫度越低就越有利于平衡，就越能夠獲得高氯化氫轉(zhuǎn)化率。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中提及的催化劑大部分主要在高溫下表現(xiàn)出高活性，且存在在高溫運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)催化性能在數(shù)個(gè)月的短期內(nèi)減小的現(xiàn)象。即，現(xiàn)況是負(fù)載氧化釕難以同時(shí)滿足熱穩(wěn)定性或催化劑壽命兩種條件。

日本公開專利第2014-522797號(hào)公開了一種在等溫反應(yīng)器中使用氧化鈰催化劑的制氯方法，其能夠利用負(fù)載于氧化鈦的釕催化劑和氧化鈰催化劑進(jìn)行氯化氫的氣相氧化反應(yīng)。

日本公開專利第2014-503341號(hào)公開了一種通過(guò)氯化氫的氧化來(lái)制備氯氣的催化劑及其制備方法，其將鈰、釕、銅等復(fù)合活性成分負(fù)載到二氧化鈦上制備的催化劑用于氯化氫的氧化反應(yīng)。但該日本公開專利未提及保持熱穩(wěn)定性和長(zhǎng)期保持催化性能的具體效果，因此存在局限性。

日本公開專利第2014-517756號(hào)公開了一種在等溫反應(yīng)器中使用氧化鈰催化劑的制氯方法，該專利為使用氧化鈰催化劑的制氯工藝專利，公開了將反應(yīng)器設(shè)計(jì)為多級(jí)，將氧化釕催化劑和氧化鈰催化劑填充到彼此不同的層中使用的工藝。但其將氧化釕和氧化鈰填充到彼此不同的層中使用，因此存在局限性。

最后，韓國(guó)公開專利第2018-011828公開了一種包含鈰和釕的用于制備氯氣的氯化氫的氣相氧化反應(yīng)用催化劑，尤其是，不同點(diǎn)在于將鈰和釕負(fù)載到二氧化鋯。

現(xiàn)有的釕基催化劑具有以少量的催化劑在相對(duì)較低的反應(yīng)溫度下制備氯氣的特點(diǎn)，并存在因熱穩(wěn)定性低而在高溫運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)催化性能在數(shù)個(gè)月內(nèi)減小的現(xiàn)象。因此，迫切需要開發(fā)能夠克服上述問(wèn)題，并確保熱穩(wěn)定性，且即便在高溫下也長(zhǎng)時(shí)間保持催化性能的釕基催化劑。

(專利文獻(xiàn)1)日本公開專利第2014-522797號(hào)(2014.09.08)

(專利文獻(xiàn)2)日本公開專利第2014-503341號(hào)(2014.10.03)