一種以活性白土為載體的氯化氫氧化制氯氣催化劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，涉及一種以活性白土為載體的氯化氫氧化制氯氣催化劑及其制備方法和應(yīng)用。該催化劑是以活性白土為載體，以過(guò)渡金屬元素鉻、釕、銅元素、稀土金屬元素鑭、鈰、釔元素及堿金屬鉀元素為活性組分，過(guò)渡金屬元素的負(fù)載量為1~10%，稀土金屬元素的負(fù)載量為1~20%，堿金屬元素的負(fù)載量為0.5~10%。本發(fā)明利用具有豐富自然資源的活性白土為氯化氫氧化催化劑的載體，具有生產(chǎn)原料易得，制備成本低廉的優(yōu)勢(shì)。
【專利說(shuō)明】一種以活性白土為載體的氯化氫氧化制氯氣催化劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，涉及一種以活性白土為載體的氯化氫氧化制氯氣催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]氯化氫是工業(yè)上一種常見(jiàn)的副產(chǎn)物，其利用價(jià)值低，直接排放對(duì)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重危害。氯氣則是制備含氯產(chǎn)品的重要原料，隨著氯產(chǎn)品種類和數(shù)量的增加，對(duì)氯氣的需求量也相應(yīng)增加。將副產(chǎn)氯化氫氧化制成氯氣是一條綠色環(huán)保的工藝路線，有著廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)氯堿行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。
[0003]將氯化氫氧化成氯氣屬于催化反應(yīng)過(guò)程，所用催化劑通常為負(fù)載型催化劑。載體主要用于支持活性組分，載體的結(jié)構(gòu)、組成及物理化學(xué)性能與催化劑的反應(yīng)性能密切相關(guān)。
[0004]目前，所見(jiàn)報(bào)道的將氯化氫氧化成氯氣的催化劑載體大多數(shù)采用單一金屬氧化物或復(fù)合金屬氧化物，如專利CN200810196433.3以REY分子篩為載體，以氯化銅、稀土硝酸鹽及堿金屬鹽為活性前驅(qū)體制備得到氯化氫氧化催化劑，在30(T360 °C，氯化氫以
0.15、.45 mmol/(.min)的進(jìn)料速率的條件下,氯化氫的轉(zhuǎn)化率為85%左右。專利CN200610093859.7則以各種氧化物，如氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、二氧化硅等為載體，以貴金屬釕為活性組分制成氯化氫氧化催化劑。專利CA823197采用以絲光沸石為氯化氫氧化催化劑的載體，在高達(dá)486°C的溫度下氯化氫的轉(zhuǎn)化率僅為52.8%。專利CA920775優(yōu)選孔徑為6?14 的分子篩作為氯化氫氧化載體，在V(HCl):V(02) = 1:0.25，HCl空速80 V.V—1.h—1，反應(yīng)溫度482 V的條件下，氯化氫的最高轉(zhuǎn)化率為69%。另有專利US20070274897報(bào)道使用釕的氧化物為催化劑，以氧化錫為載體，反應(yīng)可以在300 °C下進(jìn)行，氯化氫的單程轉(zhuǎn)化率在15?90%之間。
[0005]上述專利所報(bào)道的氯化氫氧化制氯氣催化劑均以各種單一或復(fù)合氧化物為載體，這些載體需要多種化學(xué)試劑經(jīng)多步工藝制備而成，代價(jià)昂貴。
[0006]活性白土是用天然礦物粘土一膨潤(rùn)土礦加工而成，而我國(guó)膨潤(rùn)土的產(chǎn)量約占據(jù)世界產(chǎn)量的22%左右，由膨潤(rùn)土生產(chǎn)活性白土的原料充足，具有顯著的自然資源利用的優(yōu)勢(shì)，且加工工藝簡(jiǎn)單，因而價(jià)格低廉。目前，我國(guó)活性白土在市場(chǎng)上供大于求，采用活性白土作為氯化氫氧化制氯的催化劑載體，可以提高其利用價(jià)值，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，并降低催化劑成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種以活性白土為載體，以過(guò)渡金屬鹽、稀土金屬鹽及堿金屬鹽為活性組分前驅(qū)體的氯化氫氧化催化劑。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到:
一種氯化氫氧化制氯氣的催化劑，該催化劑將分別以過(guò)渡金屬鹽、稀土金屬鹽與堿金屬鹽為前驅(qū)體的過(guò)渡金屬元素、稀土金屬元素及堿金屬元素活性組分負(fù)載于活性白土上所得。
[0009]本發(fā)明中所述的活性白土為市售產(chǎn)品。例如黃山市白岳活性土有限公司、浙江浙江省安吉縣中新活性白土有限公司、南京亞?wèn)|奧土礦業(yè)有限公司等生產(chǎn)或銷售。
[0010]本發(fā)明所述的活性組分前驅(qū)體包括過(guò)渡金屬鹽、稀土金屬鹽及堿金屬鹽；所述的過(guò)渡金屬鹽包括鉻、釕、銅的鹽類，如硝酸鉻、乙酸鉻、三氯化釕、氯化銅、硝酸銅、乙酸銅，優(yōu)選釕或銅的鹽類；所述的稀土金屬鹽包括鑭、鈰、釔的鹽類，如硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸釔；所述的堿金屬鹽包括硝酸鉀、氯化鉀、磷酸二氫鉀。過(guò)渡金屬元素的負(fù)載量以單質(zhì)金屬計(jì)，為活性白土質(zhì)量的廣10%，優(yōu)選4~8%;稀土金屬元素的負(fù)載量為活性白土質(zhì)量的廣20%，優(yōu)選5^15% ;堿金屬元素的負(fù)載量為活性白土質(zhì)量的0.5~10%，優(yōu)選3~5%。
[0011]活性組分的負(fù)載方法采用浸潰法和噴霧干燥法。
[0012]當(dāng)氯化氫氧化反應(yīng)在固定床中進(jìn)行時(shí)，活性組分的負(fù)載方法采用浸潰法。催化劑的制備步驟如下:①將過(guò)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將活性白土在上述溶液中浸潰12~24 h后，于10(Tl3(rC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；@將上述顆粒狀物料在40(T750 °C下焙燒2~5 h后得到催化劑。
[0013]當(dāng)氯化氫氧化反應(yīng)在流化床中進(jìn)行時(shí)，活性組分的負(fù)載方法采用噴霧干燥法。催化劑的制備步驟如下:①將過(guò)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將活性白土加入上述溶液制成懸浮液，使懸浮液中的固含量達(dá)到20-40%，在室溫下連續(xù)攪拌f 24h ;③將上述的物料噴霧干燥，得到平均粒徑為50-90 μ m顆粒將上述顆粒狀物料在40(T750 °C下焙燒 2~5 h后得到催化劑。
[0014]在本發(fā)明的催化劑作用下，原料氣氯化氫來(lái)源于以氯氣為原料制備氯產(chǎn)品的副產(chǎn)氯化氫或者來(lái)源于以光氣為原料生產(chǎn)化學(xué)品副產(chǎn)的氯化氫，或者來(lái)源于曼海姆法由氯化鉀制備硫酸鉀而副產(chǎn)的氯化氫。
[0015]氯化氫原料氣可以是含有微量芳香烴、氯代芳香烴、脂肪烴的混合氣體，該混合氣體可以是經(jīng)過(guò)專門的吸附塔去除這些有機(jī)雜質(zhì)，或者直接以這些含有機(jī)雜質(zhì)的氯化氫氣體用于制備氯氣，這些有機(jī)雜質(zhì)在氯化氫氧化的同時(shí)被氧化成CO、CO2及h2o。
[0016]氯化氫氧化使用的氧化劑可以為工業(yè)氧氣，也可以含有惰性氣體,如氮?dú)?、氦氣、氬氣、二氧化碳、氯氣等的富氧氣體，氯化氫與氧氣的摩爾比為1:2~8:1，優(yōu)選1: f 4:1。
[0017]在所述以活性白土為載體的催化劑上，氯化氫氧化反應(yīng)可以在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)壓力為I~10 atm (絕壓),優(yōu)選3~5 atm,氯化氫以0.22~2.60 mmol/(g催化劑.min)的進(jìn)料速度通過(guò)催化劑床層，優(yōu)選0.37~1.86 mmol/(gm?flJ.min)，反應(yīng)溫度300~450，優(yōu)選380^430 O。
[0018]在所述以活性白土為載體的催化劑上，氯化氫氧化反應(yīng)也可以在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)壓力為I~10 atm(絕壓),優(yōu)選3~5 atm,氯化氫以0.22~2.60 mmol/(g催化劑.min)的進(jìn)料速度通過(guò)催化劑床層，優(yōu)選0.37~1.86 mmol/(gm?flJ.min)，反應(yīng)溫度300~450，優(yōu)選380^430 O。
[0019]有益效果:
本發(fā)明以活性白土為載體，將過(guò)渡金屬元素、稀土金屬元素和堿金屬元素負(fù)載于活性白土上得到氯化氫氧化催化劑，該催化劑可以在高空速、低氧濃度以及較低反應(yīng)溫度條件下具有高催化活性。不僅具有生產(chǎn)原料易得，制備成本低廉的優(yōu)勢(shì)，而且還拓展了活性白土的應(yīng)用范圍。在此催化劑作用下將氯化氫氧化制成氯氣，即實(shí)現(xiàn)氯資源的循環(huán)利用，也解決了因處理副產(chǎn)氯化氫而造成的環(huán)境污染問(wèn)題。
[0020]
【具體實(shí)施方式】
[0021]將所述活性白土為載體的催化劑分別裝入固定床和流化床反應(yīng)器，在其中進(jìn)行氯化氫催化氧化反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物用過(guò)量的KI溶液吸收，得到碘的鹽酸溶液，分別用0.lmol/LNa2S2O3S準(zhǔn)溶液滴定生成的碘，用0.1 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鹽酸，計(jì)算得出氯化氫的
轉(zhuǎn)化率。
[0022]本發(fā)明所述的活性白土不限于實(shí)例中所特指的市售產(chǎn)品。
[0023]實(shí)施例1:
將28.5 g三水硝酸銅、29.8 g六水硝酸釔以及13.9 g磷酸二氫鉀溶于250 g水中，取100 g活性白土(浙江省安吉縣中新活性白土有限公司，HT-1活性白土)，在上述溶液中浸潰12 11，1101:下烘干，在模板直徑為0.5 mm的擠條機(jī)中擠條，并在550 1:下焙燒后得到催化劑。取5 g上述催化劑裝入固定床反應(yīng)器，將氯化氫氧化成氯氣，在反應(yīng)溫度為430 °C、氯化氫以1.34 mmol/(g催化劑.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V (HCl)/V(O2)=U反應(yīng)壓力為5atm (絕壓)的條件下將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為93.7%。
[0024]實(shí)施例2:
將30.8 g九水硝酸鉻、7.9 g硝酸鉀以及86 g六水硝酸釔溶于200 g水中，取100 g活性白土 (浙江省安吉縣中新活性白土有限公司，HT-2活性白土)，在上述溶液中浸潰24 h，130°C下烘干，在模板直徑為5 mm的擠條機(jī)中擠條，并在750 1:下焙燒后得到催化劑。取5g上述催化劑裝入固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為430 °C、氯化氫以1.34 mmol/(gm?fij.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V(HC1)/V(02)=8，反應(yīng)壓力為10 atm (絕壓)的條件下將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為45.7%。
[0025]實(shí)施例3:
將12.6 g—水乙酸銅、46.5 g六水硝酸鋪以及10.5 g磷酸二氫鉀溶于100 g水中，取100 g活性白土(浙江省安吉縣中新活性白土有限公司，HT-1A活性白土)，在上述溶液中浸潰12 h，100 °C下烘干，在模板直徑為3 mm的擠條機(jī)中擠條，并在550 1:下焙燒后得到催化劑。取5 g上述催化劑裝入固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為430 °C、氯化氫以1.86 mmol/(gm?flJ.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V(HCl)/V(O2)=U反應(yīng)壓力為5 atm(絕壓)的條件下，將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后,得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為88.3%。
[0026]實(shí)施例4:
將28.6 g乙酸鉻、15.8 g六水硝酸鑭以及7.8 g硝酸鉀溶于100 g水中，取100 g活性白土(浙江省安吉縣中新活性白土有限公司，KH-A活性白土)，在上述溶液中浸潰12 h，110°C下烘干，在模板直徑為2 mm的擠條機(jī)中擠條，并在550 1:下焙燒后得到催化劑。取5g上述催化劑裝入固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為430 °C、氯化氫以1.86 mmol/(gm?fij.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V (HCl)/V(O2)=U反應(yīng)壓力為3 atm (絕壓)的條件下，將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為90.8%。
[0027] 實(shí)施例5:
將24.8 g三水硝酸銅、36.6 g六水硝酸釔以及9.3 g氯化鉀溶于100 g水中，取100 g活性白土(浙江省安吉縣中新活性白土有限公司，KH-B活性白土)，在上述溶液中浸潰12 h，120°C下烘干，在模板直徑為I mm的擠條機(jī)中擠條，并在550 1:下焙燒后得到催化劑。取5g上述催化劑裝入固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為410 °C、氯化氫以0.37 mmol/(gm?fij.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V (HCl)/V(O2)=U反應(yīng)壓力為I atm (絕壓)的條件下，將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為87.7%。
[0028]實(shí)施例6:
將10.4 g三氯化釕、1.8g磷酸二氫鉀以及33.8 g六水硝酸鑭溶于100 g水中，取100 g活性白土 (浙江省安吉縣中新活性白土有限公司，KH-C活性白土)，在上述溶液中浸潰24h，110°C下烘干，在模板直徑為2.5 mm的擠條機(jī)中擠條，并在550 °C下焙燒后得到催化劑。取5 g上述催化劑裝入固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為380 °C、氯化氫以0.22 mmol/(g催化劑.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V(HC1)/V(O2)=0.5、反應(yīng)壓力為10 atm (絕壓)的條件下將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后,得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為87.1%。
[0029]實(shí)施例7:
將26.8 g 二水氯化銅、15.7g六水硝酸鈰以及6.3 g氯化鉀溶于150 g水中，取100 g活性白土 (黃山市白岳活性白土公司，CS-1040活性白土)，在上述溶液中浸潰24h，120°C下烘干，在模板直徑為5 mm的擠條機(jī)中擠條，并在400 1:下焙燒后得到催化劑。取5 g上述催化劑裝入固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為450 °C、氯化氫以2.6 mmol/(giM_.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V(HC1)/V(O2)=0.5、反應(yīng)壓力為10 atm (絕壓)的條件下，將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為88.2%。
[0030]實(shí)施例8:
將14.4 g三氯化釕、5.8g磷酸二氫鉀以及30.8 g六水硝酸鑭溶于100 g水中，取100g活性白土 (黃山市白岳活性白土公司，CS-1055活性白土)，在上述溶液中浸潰24h，130°C下烘干，在模板直徑為3 mm的擠條機(jī)中擠條，并在650 1:下焙燒后得到催化劑。取5 g上述催化劑裝入固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為300 °C、氯化氫以1.34 mmol/(gjM_.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V(HC1)/V(O2)=0.5、反應(yīng)壓力為10 atm (絕壓)的條件下將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為86.7%。
[0031]實(shí)施例9:
將2.7 g 二水氯化銅、46.7 g六水硝酸鈰以及9.3 g氯化鉀溶于300 g水中，取100 g活性白土 (黃山市白岳活性白土公司，CS-1055活性白土)，在上述溶液中攪拌I h，在噴霧干燥器中噴霧干燥，在400 1:下焙燒后，得到平均粒徑為81.9 μ m的催化劑顆粒。取5 g上述催化劑裝入流化床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為440 °C、氯化氫以1.34 ι?πιο1/&{Μ^.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V (HCl)/V(O2)=U反應(yīng)壓力為5 atm (絕壓)的條件下，將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為86.8%。
[0032]實(shí)施例10:
將28.6 g乙酸鉻、36.6 g六水硝酸釔以及10.5 g磷酸二氫鉀溶于300 g水中，取250g活性白土(黃山市白岳活性白土公司，CS-1040活性白土)，在上述溶液中攪拌24 h，在噴霧干燥器中噴霧干燥，在750 1:下焙燒后，得到平均粒徑為59.1 μ m的催化劑顆粒。取5g上述催化劑裝入流化床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為430 °C、氯化氫以1.88 mmol/(gm?fij.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V (HCl)/V(O2)=U反應(yīng)壓力為3 atm (絕壓)的條件下，將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為84.6%。
[0033]實(shí)施例11:
將26.8 g 二水氯化銅、3.2 g六水硝酸鈰以及6.3 g氯化鉀溶于300 g水中，取100g活性白土(南京亞?wèn)|奧土礦業(yè)有限公司)，在上述溶液中攪拌12h,在噴霧干燥器中噴霧干燥，在650 1:下焙燒后，得到平均粒徑為85.4 μ m的催化劑顆粒。取5 g上述催化劑裝入流化床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為430 °C、氯化氫以1.52 mmol/min)的速率通過(guò)催化劑床層、V (HCl)/V(O2)=U反應(yīng)壓力為5 atm (絕壓)的條件下，將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為85.1%。
[0034]實(shí)施例12:
將24.8 g硝酸銅、36.6 g六水硝酸釔以及10.5 g磷酸二氫鉀溶于300 g水中，取100g活性白土(南京亞?wèn)|奧土礦業(yè)有限公司)，在上述溶液中攪拌4 h,在噴霧干燥器中噴霧干燥，在650 1:下焙燒后，得到平均粒徑為62.6 μ m的催化劑顆粒。取5 g上述催化劑裝入流化床反應(yīng)器，將氯化氫氧化成氯氣，在反應(yīng)溫度為430 °C、氯化氫以1.88 mmol/(gm劑.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V (HCl)/V(O2)=U反應(yīng)壓力為3 atm (絕壓)的條件下將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為84.5%。
[0035]對(duì)比例1:
在實(shí)施例3的條件中，僅催化劑載體改為Y-Al2O3，其他條件均保持不變。具體為:將12.6 g—水乙酸銅、46.5 g六水硝酸鋪以及10.5 g磷酸二氫鉀溶于100 g水中，取100 gY-Al2O3粉末，在上述溶液中浸潰12 h，100 °C下烘干，在模板直徑為3 mm的擠條機(jī)中擠條，并在550 1:下焙燒后得到催化劑。取5 g上述催化劑裝入固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為430 °C、氯化氫以1.86 mmol/(gm?flJ.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V(HCl)/V(O2)=U反應(yīng)壓力為5 atm (絕壓)的條件下，將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為68.9%。與實(shí)施例3相比，氯化氫轉(zhuǎn)化率下降19.4個(gè)百分點(diǎn)。
[0036]對(duì)比例2:
在實(shí)施例1的條件中，僅催化劑載體改為Y分子篩，其他條件均保持不變。具體為:將28.5 g三水硝酸銅、29.8 g六水硝酸釔以及13.9 g磷酸二氫鉀溶于250 g水中，取100 g Y分子篩，在上述溶液中浸潰12 11，1101:下烘干，在模板直徑為0.5 mm的擠條機(jī)中擠條，并在550 °C下焙燒后得到催化劑。取5 g上述催化劑裝入流化床反應(yīng)器，將氯化氫氧化成氯氣，在反應(yīng)溫度為430 °C、氯化氫以1.34 mmol/(gm?flJ.min)的速率通過(guò)催化劑床層、V(HCl)/V(O2)=U反應(yīng)壓力為5 atm (絕壓)的條件下將氯化氫氧化成氯氣。反應(yīng)3小時(shí)后，得出氯化氫的轉(zhuǎn)化率為83.8%。與實(shí)施例1相比，氯化氫轉(zhuǎn)化率下降9.9個(gè)百分點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于氯化氫氧化制氯氣的催化劑，其特征是所述的催化劑是將分別以過(guò)渡金屬鹽、稀土金屬鹽與堿金屬鹽為前驅(qū)體的過(guò)渡金屬元素、稀土金屬元素及堿金屬元素活性組分負(fù)載于活性白土上所得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征是所述的過(guò)渡金屬元素為鉻、釕、銅元素，所述的過(guò)渡金屬鹽為鉻、釕、銅的鹽類，優(yōu)選釕或銅的鹽類；進(jìn)一步優(yōu)選三氯化釕、氯化銅、硝酸銅、乙酸銅；所述的稀土金屬元素為鑭、鈰、釔元素，所述的稀土金屬元素鹽為鑭、鈰、釔的鹽類，優(yōu)選鑭、鈰、釔的鹽類，進(jìn)一步優(yōu)選硝酸鑭、硝酸鈰或硝酸釔；所述的堿金屬元素為鉀元素，所述的堿金屬元素鹽為鉀鹽，優(yōu)選硝酸鉀、氯化鉀或磷酸二氫鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化劑，其特征是過(guò)渡金屬元素的負(fù)載量為活性白土質(zhì)量的1-10% ;稀土金屬元素的負(fù)載量為活性白土質(zhì)量的f 20% ;堿金屬元素的負(fù)載量為活性白土質(zhì)量的0.5~10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的催化劑，其特征是過(guò)渡金屬元素的負(fù)載量為活性白土質(zhì)量的41% ;稀土金屬元素的負(fù)載量為活性白土質(zhì)量的5~15% ;堿金屬元素的負(fù)載量為活性白土質(zhì)量的3~5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的催化劑，其特征是當(dāng)氯化氫氧化制氯氣反應(yīng)在固定床中進(jìn)行時(shí)，所述的催化劑主要通過(guò)如下步驟制備得到:①將所述的過(guò)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將所述的活性白土在上述溶液中浸潰12~24h后，于100-130℃下烘干；③將烘干的物料擠條成型，得到0.5^5 mm直徑的顆粒將上述顆粒狀物料在400-750 °C下焙燒2~5 h后得到所述的催化劑； 當(dāng)氯化氫氧化制氯氣反應(yīng)在流化床中進(jìn)行時(shí)，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(guò)如下步驟制備得到:①將所述的過(guò)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將所述的活性白土加入上述溶液制成懸浮液，使懸浮液中的固含量達(dá)到20-40%，在室溫下連續(xù)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將上述顆粒狀物料在400-750 °C下焙燒2~5 h后得到所述的催化劑。
6.權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的催化劑的制備方法，其特征在于包含以下步驟:①將所述的過(guò)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將所述的活性白土在上述溶液中浸潰12~24 h后，于100-l30℃下烘干；③將烘干的物料擠條成型，得到0.5^5mm直徑的顆粒；④將上述顆粒狀物料在400-750 °C下焙燒5 h后得到所述的催化劑。
7.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的催化劑的制備方法，其特征在于包含以下步驟:①將所述的過(guò)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將所述的活性白土加入上述溶液制成懸浮液，使懸浮液中的固含量達(dá)到20-40%，在室溫下連續(xù)攪拌f24h將上述的物料噴霧干燥，得到平均粒徑為50-90 μ m顆粒；@將上述顆粒狀物料在400-750°C下焙燒2~5 h后得到所述的催化劑。
8.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的催化劑在氯化氫氧化制氯氣中的應(yīng)用。
9.在權(quán)利要求1所述的催化劑上進(jìn)行氯化氫氧化制氯氣的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的氯化氫氧化制氯氣反應(yīng)在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行，氯化氫與氧氣的摩爾比為1:2~8:1，反應(yīng)壓力為1~10 atm絕壓,優(yōu)選3~5 atm絕壓,氯化氫以0.22~2.60 mmol/(g催化劑.min)的進(jìn)料速度，優(yōu)選以0.37-1.86 mmol/min)的進(jìn)料速度通過(guò)權(quán)利要求1所述的催化劑床層，反應(yīng)溫度300-450°C，優(yōu)選380~430 V ；或者，所述的氯化氫氧化制氯氣反應(yīng)在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行，氯化氫與氧氣的摩爾比為1:2~8:1，反應(yīng)壓力為I~10 atm，優(yōu)選:3-5 atm絕壓，氯化氫以0.22~2.⑶mmol/(g催化JfIj.min)的進(jìn)料速度,優(yōu)選以0.37~1.86 mmol/min)的進(jìn)料速度通過(guò)權(quán)利要求1所述的催化劑床層，反應(yīng)溫度30(T450°C，優(yōu)選380-430 V。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的氯化氫原料氣為純氯化氫氣體，或含有微量芳香烴、氯代芳香烴、脂肪烴的氯化氫混合氣體；所述的氧氣為工業(yè)氧氣，或含有惰性氣體的富氧氣體，氯化氫與氧氣的摩爾比為1: f 8:1。
【文檔編號(hào)】B01J23/83GK103920499SQ201310014123
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月15日
【發(fā)明者】陳獻(xiàn), 喬旭, 趙建會(huì), 葉宏斌, 湯吉海, 崔咪芬, 費(fèi)兆陽(yáng), 李鄭州 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)