[发明专利]一种以凹凸棒土为载体的氯化氢氧化制氯气催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于氯化氢氧化制氯气的催化剂，其特征是将分别以过渡金属盐、稀土金属盐及碱金属盐为前驱体的过渡金属元素、稀土金属元素与碱金属元素负载于凹凸棒土上所得。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征是所述的过渡金属元素选自铬、钌、铜元素；所述的过渡金属盐选自铬、钌、铜的盐类，优选钌或铜的盐类，进一步优选三氯化钌、氯化铜、硝酸铜或乙酸铜中的一种或多种；所述的稀土金属元素为镧、铈或钇元素；所述的稀土金属盐选自镧、铈、钇的盐类，优选硝酸镧、硝酸铈、硝酸钇；所述的碱金属元素为钾元素，所述的碱金属盐选自钾盐，优选硝酸钾、氯化钾或磷酸二氢钾。

3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其特征是所述的过渡金属元素的负载量以单质金属计，为凹凸棒土质量的1~10%；所述的稀土金属元素的负载量以单质金属计，为凹凸棒土质量的1~20%；所述的碱金属元素的负载量以单质金属计，为凹凸棒土质量的0.5~10%。

4. 根据权利要求1~3中任一项所述的催化剂，其特征在于当氯化氢氧化制氯气反应在固定床中进行时，所述的催化剂主要通过如下步骤制备得到：①将所述的过渡金属盐、稀土金属盐及碱金属盐溶于去离子水配成溶液；②将所述的凹凸棒土在上述溶液中浸渍12~24 h后，于100~130℃下烘干；③将烘干的物料挤条成型，得到0.5~5 mm直径的颗粒；④将颗粒在400~750 ℃下焙烧2~5 h后得到所述的催化剂；

当氯化氢氧化制氯气反应在流化床中进行时，所述的催化剂的制备方法采用喷雾干燥法，所述的催化剂主要通过如下步骤制备得到：①将所述的过渡金属盐、稀土金属盐及碱金属盐溶于去离子水配成溶液；②将所述的凹凸棒土加入上述溶液制成悬浮液，使悬浮液中的固含量达到20~40%，在室温下连续搅拌1~24h；③将上述的物料喷雾干燥，得到平均粒径为50~90 μm颗粒；④将颗粒在400~750 ℃下焙烧2~5 h后得到催化剂。

5. 权利要求1~3中任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于包含如下步骤：①将所述的过渡金属盐、稀土金属盐及碱金属盐溶于去离子水配成溶液；②将述的凹凸棒土在上述溶液中浸渍12~24 h后，于100~130℃下烘干；③将烘干的物料挤条成型，得到0.5~5 mm直径的颗粒；④将颗粒在400~750 ℃下焙烧2~5 h后得到所述的催化剂。

6. 权利要求1~3中任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于包含如下步骤：①将述的过渡金属盐、稀土金属盐及碱金属盐溶于去离子水配成溶液；②将述的凹凸棒土加入上述溶液制成悬浮液，使悬浮液中的固含量达到20~40%，在室温下连续搅拌1~24h；③将上述的物料喷雾干燥，得到平均粒径为50~90 μm颗粒；④将颗粒在400~750 ℃下焙烧2~5 h后得到催化剂。

7. 权利要求1所述的催化剂在催化氯化氢氧化制氯气中应用。

8.在权利要求1所述的催化剂上进行氯化氢氧化制氯气的生产方法，其特征在于所述的氯化氢氧化制氯气反应在固定床反应器中进行，氯化氢与氧气的摩尔配比为1:2~8:1，反应压力为1~10 atm绝压，优选3~7 atm绝压，氯化氢以0.22~2.38 mmol/(g_催化剂.min)的进料速度，优选以0.37~1.86 mmol/(g_催化剂.min) 的进料速度通过权利要求1所述的催化剂床层，反应温度300~450 ℃，优选380~430 ℃；

或者，所述的氯化氢氧化制氯气反应在流化床反应器中进行，氯化氢与氧气的摩尔配比为1:2~8:1，反应压力为1~10 atm绝压，优选3~7 atm绝压，氯化氢以0.22~2.38 mmol/(g_催化剂.min)的进料速度，优选以0.37~1.86 mmol/(g_催化剂.min) 的进料速度通过权利要求1所述的催化剂床层，反应温度300~450 ℃，优选380~430 ℃。

9.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于所述的氯化氢为纯的氯化氢气体，或者为含有微量芳香烃、氯代芳香烃、脂肪烃的氯化氢混合气体；所述的氧气为工业氧气，或含有惰性气体的富氧气体；所述的氯化氢与所述的氧气的摩尔比为1:2~8:1。

10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于所述的惰性气体选自氮气、氦气、氩气、二氧化碳、氯气中的一种或多种。