氯化氢催化氧化制氯气工艺研究.pdf

维普资讯 学兔兔 第36卷 第7期 化 工 技 术 与 开 发 v01．36 No．7 ● 2007年7月 Technology Development of Chemical Industry Ju1．2007 氯化氢催化氧化制氯气工艺研究 王 永 ，乔 旭 (1．南京信息职业技术学院，江苏南京 210046；2．南京工业大学化学化工学院，江苏南京 210009) 摘 要：对氯化氢催化氧化制氯气的工艺进行了研究，采用 Al203负载铬活性组分的催化剂，在固定床反应 器内反应。铬适宜含量为7％左右，催化剂床层适宜反应温度为420℃，在较低的HC1与02进料体积比下，HC1的 转化率较高。通过多次氧化和分离水的耦合过程，提高了HC1平衡转化率和催化剂处理能力，在较高的HC1与0， 进料体积比下，可获得高的}妇转化率。 关键词：氯化氢；催化；氧化；氯气；转化率；耦合 中图分类号：TQ 124．4 文献标识码：A 文章编号：1671—9905(2007)07—0005—03 氯气是生产各种有机氯产品的主要原料。大部 分氯化反应是氯取代反应，每有一个氯原子取代一 个氢原子，就有另一氯原子同氢原子结合生成副产 物氯化氢，造成氯原子的利用率较低。产生的氯化 氢气体常采用水吸收法制成盐酸或用碱中和后排 放，影响了氯产品生产的经济效益，并且污染环境。 Deao0nn】首先提出用以沸石为载体的CuCI2作为催 化剂，用氧气氧化Ha制氯气。随后，大量研究主 要集中在对催化剂和反应器的改进 】，但由于反 应平衡的限制，氯化氢反应转化率较低。 本文采用以7一Al2o3为载体的铬类物质为氧化 1．流量计；2．分段控温装置；3．催化剂装填孔；4．加热装 催化剂，利用其反应平衡特点，通过反应与分离耦合 置；5．固定床氧化反应器；6．三通阀；7．缓冲瓶；8．尾气吸 过程，有效提高HCl转化率，在一定工艺条件下，可 收瓶 得到直接用于有机物氯化的含氯反应产物。 图1 反应装置示意图 催化剂采用溶液浸渍煅烧法制备。分别称取一 1 实验 定量铬活性组分和助催化剂组分，用蒸馏水配制成 实验装置如图1所示。HCI气体和氧气由钢瓶 溶液，将一定量的7一 O3载体浸入，浸渍12 h后， 气提供，通过流量计控制以达到所需的体积配比。 除去过量溶液，在一定温度下，空气氛围干燥3～5 HCI和氧气混合后进人由耐温玻璃制作的固定床氧 h，然后在不高于650℃下煅烧2～3 h，即可得到7一 化反应器((z)24 ITIITI×600 mm)，反应器平均分成3 AJ2O3负载以铬为主要活性组分的催化剂。 段，分别装填惰性填料、铬类催化剂和惰性填料，反 2 结果与讨论 应器中心内置玻璃管用于分段控温。HCI和O2从 固定床上部流经惰性填料段充分预热后，进入催化 2．1 工艺条件 剂床层发生催化氧化反应。 经过对催化剂的筛选，催化剂主要活性组分铬 氧化反应器出口气体为氧气、氯化氢、氯气和水 含量为7％左右、催化剂粒径为3 rrll-n时，催化剂具 蒸汽的混合物，待反应稳定后，测定其组成。混合气 有较好活性，铬含量继续增加，活性改变不明显。对