[发明专利]一种用于氯化氢催化氧化制氯气催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于氯化氢催化氧化制氯气催化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)以Ti粉和B粉为原料，经自蔓延高温合成/快速加压法制得二硼化钛陶瓷材料；(2)将三氯化钌水溶液溶于乙醇中，然后将该溶液与二硼化钛陶瓷材料进行混合，机械搅拌3～8小时，然后静置8～15h，再将静置混合物进行干燥、空气氛焙烧得到二硼化钛陶瓷负载钌催化剂，即为用于氯化氢催化氧化制氯气催化剂。本发明解决了常规用于氯化氢催化氧化制氯气催化剂的活性组分二氧化钌颗粒因受热过大结成片而导致烧结、继而失活的问题，制备的催化剂具有高的抗压碎强度，可明显提高催化剂的使用寿命，并且对于氯化氢催化氧化制氯气具有高催化活性。

技术领域

本发明涉及一种用于氯化氢催化氧化制备氯气催化剂的制备方法。

背景技术

氯气是重要的基础化工原料，其主要产业领域为化工合成材料和有机氯中间体。然而，在大多数涉氯的反应过程中氯资源的利用率很低，对于以光气为原料的反应过程(如异氰酸酯等)，氯只是反应过程中的载体，完全没有进入最终的目标产品，100％的氯都转化成氯化氢。大量的副产氯化氢被制成盐酸后外售，或用石灰水等碱中和并用大量水稀释后排放，大大降低了氯资源的使用价值。大量副产氯化氢的出路问题已成为制约涉氯行业可持续发展的共性难题。将副产氯化氢制成氯，并加入到产业链中，则能构成原子经济反应系统，使得氯元素“闭合”循环，这种氯资源循环利用模式具有普遍适用性。

因此，可工业化的将氯化氢制成氯气的方法已经受到相关行业的持续关注。目前能够实现该过程的方法有3类，即电解法、直接氧化法和催化氧化法。电解法是通过电解的方式将HCl转化为氯气，可分为干法和湿法。其中干法处于中试期，对于湿法虽然拜耳、伍德公司通过持续改进，建成氧阴极(ODC)电解盐酸制氯气的工业化生产装置，并稳定运行。但电解法存在运行成本高、投资大等不足，同时，电解过程对盐酸原料中的杂质非常敏感，而副产的HCl气体或盐酸中都或多或少地含有其他杂质，因此盐酸电解制氯技术暂时无法得到大面积的推广应用。直接氧化法是利用MnO₂、H₂O₂、NO₂等无机氧化剂直接氧化HCl制备氯气的一种方法，典型的有Weldson法、Kel-Chlor过程和DEGUSSA法等。直接氧化法存在反应设备复杂、产物分离困难、能耗较大、废液处理难等问题，因而不能得到广泛应用。催化氧化法(Deacon制氯法)是在催化剂条件下，用氧气将HCl氧化为氯气和H₂O的方法，具有HCl原料适应性强、能耗低、操作稳定等优点的催化氧化法就成为国内外氯化氢制氯技术发展的热点。当前氯化氢催化氧化法制氯技术，国际上已通过日本住友化学株式会社实现了产业化。

通过对以上几种方法进行比较后不难发现，催化氧化法是最受欢迎的一种方法。目前，我国很多相关单位均在对催化氧化法进行深入研究，尤其是在催化剂研究方面现已获取非常多的研究成果。催化剂在反应温度下挥发流失是制约催化氧化法实际应用的问题之一，从20世纪早期起，化工研究者就致力研究该法催化剂的改进，力图提高催化剂的热稳定性，希望能得到一种高稳定性、高活性且经济可行的催化剂用于氯化氢催化氧化回收氯气，实现氯资源的循环利用，最大限度降低环境污染。目前市场上催化剂种类主要为为铜基催化剂，铬基催化剂和钌基催化剂。

(1)铜基催化剂