[其他]氯的生產工藝

無效

• 申請號: 87104744
• 申請日: 1987-06-30
• 公開（公告）號: CN87104744A
• 公開（公告）日: 1988-03-23
• 發明（設計）人: 伊藤洋之;神野嘉嗣;味岡正伸;竹中慎司;片板真文
• 申請（專利權）人: 三井東壓化學株式會社
• 主分類號: C01B7/04
• 分類號: C01B7/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏,盧新華

本發明論述用含氧氣體氧化含氯化氫的廢氣來生產氯的工藝方法，特別是涉及在流化床反應器中用含氧氣體氧化在多種化合物的制備過程中所排出的廢氣以生產氯的工藝。

氯的大規模生產是采用鹵水電解法。盡管氯的需求量不斷增加，但是鹵水電解的副產品氫氧化鈉的需求量卻較低，因此難以解決這些化合物之間在需求量上的不平衡問題。

另一方面，在許多種化合物的反應中，還伴隨產生大量氯化氫，例如有機化合物的氯化或光氣化作用。因為伴隨產生的氯化氫的產量遠超過市場的需求量，所以大部分以副產品產生的氯化氫未能有效地利用而廢棄，同時氯化氫的處置費用也相當可觀。

因此，只要能從上述大量廢棄的氯化氫中有效地回收氯，就可滿足對氯的高需求量，同時又不會出現因氫氧化鈉的產率所造成的不平衡。

以氯化氫的氧化來生產氯的反應稱為迪肯（Deacon）制氯反應，它已有多年歷史。通常認為由迪肯在1868年發明的銅基催化劑體系具有最大的活性。現又提出了許多所謂的迪肯催化劑，在這些催化劑中，許多化合物都作為第三組份加到氯化銅和氯化鉀中。但是這些催化反應要求等于或高于400℃的高溫，并且還有各個催化劑的使用壽命問題。

曾提出過各種各樣的建議，要用鉻的氧化物類催化劑來代替迪肯催化劑。但是沒有一種鉻的氧化物催化劑具有足夠的活性。例如英國專利584，790和676，667中采用Cr₂O₃作為氧化鉻催化劑，其中鉻為三價態，將Cr₂O₃載于氧化鋁擔體上，然后煅燒或用氫還原。但是這些催化劑僅有低的轉化率，他們在反應開始時轉化率高，但其活性會顯著下降。為改進上述專利所發表的工藝過程，英國專利846，832中提出將鉻酰氯混入原料氣氯化氫中，以保持高的轉化率。

如上所述，鉻的氧化物催化劑在長時間的反應過程中伴有活性下降的缺點。

本發明的目的是要提供一種工藝方法，在工業上以高的空間速率和高的轉化率生產氯，同時又無先有技術的那些缺點。特別是提供在工業上使用的鉻氧化物催化劑和過量于氯化氫的氧來生產氯的工藝方法。

為達上述目的，本發明進行了大量研究，結果發現：（1）當使用由特定方法制備的鉻的氧化物作催化劑，并引入過量于氯化氫的氧時，就可在300-500℃下以高的空間速率及高的轉化率生產氯，（2）為在工業上能成功地采用此工藝方法，就必須總是在含氧的氧化氣氛中實施此工藝，以使反應能長期進行，同時保持鉻的氧化物催化劑的高活性，（3）當鉻的氧化物催化劑用于長期反應中時，一部分作為活性組份的鉻會以氧化物和氯化物的形式發揮，當溫度較高時，揮發量更大，因此必須避免反應溫度局部升高，以保持催化劑溫度恒定。

現已發現，在流化床中進行氯化氫的氧化可達此目的。這正是本發明的成功之處。

本發明的特征之一是提供了一種在流化床反應器中，采用以鉻的氧化物為主要組分的催化劑，使氯化氫和氧發生反應以生產氯的工藝方法，它包括：

（Ⅰ）提供一種流化床反應器，反應器中與氣體接觸的部位均由含鐵量等于或小于1%（重量）的材料制成。反應器的等效直徑至少為0.05米;

（Ⅱ）充填一種鉻的氧化物催化劑，其平均粒度為40-100微米，最大粒度等于或小于200微米，粒度等于或小于40微米的細粒的含量至少為10%（重量），在流化床反應器中，鉻的氧化物催化劑的充填量按其靜態床層高計算，至少為0.1米;

（Ⅲ）將作為氧氣源的第一進料氣和作為氯化氫源的第二進料氣送入流化床反應器中，進料量為：第一進料氣中的氧和第二進料氣中的氯化氫的摩爾比至少為0.25，并且第二進料氣中的氯化氫的進料速率為100-1800標準升/時/千克鉻的氧化物催化劑充填量;

（Ⅳ）第一和第二進料氣以0.1-1米/秒的表面速度向上通過反應器;

（Ⅴ）控制反應器內部的溫度為350-450℃壓力至少為常壓。

按照本發明的工藝過程，在流化床反應器中使用顆粒狀的鉻的氧化物催化劑。因此，當采用流化床反應器時，基本排除了催化劑床層中由于反應熱引起的局部升溫，結果，鉻的揮發較少。同時也有可能添加新的催化劑以補充揮發掉的鉻或補償連續運行時發生的活性降低。所以本發明的工藝過程是一個有工業價值的過程，它能長時間的以高的空間速率和高的轉化率穩定連續地從氯化氫中生產氯。