CN103043611A - 在两段循环流化床中采用Cu基催化剂氧化氯化氢生产氯气的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工工艺过程和设备，具体涉及在两段循环流化床中铜基催化剂循环流动、氯化氢催化氧化生产氯气的装置和方法，以及铜基催化剂的制备方法。主反应器是两段循环流化床，主体金属材料采用纯Ta或Inconel 600，在反应器主体底部的原料入口管外包覆加热器(1)，氯化氢和氧气送入氧氯化段底部，穿过烧结板分布器(2)进入氧氯化段，氧氯化段外包覆加热器(3)，反应气体穿过气固分布器(4)进入氯化段，氯化段顶部设置气固分离室(5)，在气固分离室(5)顶部设置催化剂入口；催化剂颗粒经下行管返回氧氯化段下部，为了直观地了解催化剂的循环情况，在下行管的上部加有视镜(6)。本发明具有氯化氢氧化转化率高、设备简单、操作平稳和控制容易等优点。

Description

在两段循环流化床中采用Cu基催化剂氧化氯化氢生产氯气的装置和方法

相关申请

本申请要求受益于2011年10月19日提交的中国专利申请《一种采用变压吸附技术分离回收氯化氢氧化混合气中氯气和氧气的方法》，申请号201110317787.0，出于所有有用的目的在此全部结合作为参考。

技术领域

本发明涉及化工工艺过程和设备，具体涉及在两段循环流化床中铜基催化剂循环流动、氯化氢催化氧化生产氯气的装置和方法，以及铜基催化剂的制备方法。

背景技术

氯气和液氯是生产各种含氯产品的首要原料，化工人员中有1/4左右从事与氯有关的工作。工业用氯主要通过电解食盐水得到，同时得到烧碱。目前在世界范围内普遍存在烧碱大量过剩而氯气短缺的情况。另外，许多以氯为原料的工艺过程副产氯化氢。副产氯化氢价格便宜、需求量小而腐蚀性强，其中和排放会造成环境污染。因此，由氯化氢制备氯气既可以为副产氯化氢找到出路，又可以解决当前普遍存在的氯碱平衡问题。氯化氢制备氯主要有电解法、直接氧化法和催化氧化法(即Deacon过程)。电解法投资大、能耗高，直接氧化法存在废液处理、氯化氢转化不完全等问题。因此，电解法和直接氧化法难以令工业界满意。Deacon过程是在CuCL₂催化剂存在的条件下，O₂或空气氧化HCL的过程，传统Deacon过程在一段反应器中进行，以CuCL₂为催化剂，反应温度为430～475℃。在实际应用中该方法存在以下问题：(1)受反应平衡的限制，HCL的转化率较低，不到80％。升高温度有利于提高反应速率，但会降低转化率；降低温度虽然可以提高反应的转化率，但是减小了反应速度。(2)因转化率不高，未反应的HCL与可能凝结的H₂O结合生成盐酸，带来严重的设备腐蚀问题，同时凝结的H₂O使催化剂粘度增加，降低了催化剂的流化性。(3)高温过程中催化剂中的活性组份CuCL₂容易挥发，导致催化剂流失。上述种种问题使早期的Deacon过程一度被电解法所取代。

目前国内仅有清华大学对此进行了相关基础研究，该研究沿用了将氯化和氧化分开的Benson两步法工艺，即氯化氢与氧化铜/氯化铜催化剂在150～220℃进行氯化反应，把部分氧化铜转变成氯化铜和羟基氯化铜，并除去生成的水；将反应后的催化剂送入第二个反应器在300～400℃进行氧化反应生成氯气；反应后的催化剂和氧化反应器顶端出来的气体再返回到氯化反应器中。清华大学在前人工作的基础上，提出并研究了两段循环流化床反应器，该工艺及装置使反应器在轴向高度上存在两个密相，给需要温度分布或浓度分布的过程创造了条件，并且由于限制了气体轴向返混，气体转化率有明显提高，可操作性增强。但实际上只设定两个反应段时，由于平衡转化率的限制，氯化段中催化剂组成不足以完全吸收氧氯化段中未反应的剩余氯化氢气体，因此氯化氢的转化率仍然不能满足实际工业需要。在上述公开的情况下，通过对氯化氢催化氧化过程中催化剂在氧化段气固逆流氧化、流化床反应器内氧氯化及氯化过程多元藕合的微观机理进行研究，结果表明，氯化氢不能完全转化的原因在于氯化段中催化剂的载氯能力不足，导致不能完全吸收氧氯化段中未完全反应的氯化氢，即氯化段中的氧化铜的含量不足以吸收这部分剩余氯化氢，使得氯化氢的转化不完全。两段床改进后的Deacon过程是在Cu、Ru、Cr等的氧化物或氧化物催化剂存在的条件下，在高温300～500℃氧气直接将氯化氢气氧化成氯气。一般认为铜基催化剂的催化机理包括氯化反应和氧化反应两个步骤，过程分别如下：

氯化反应：

氧化反应：

由上述二式可以看出，氯化反应(1)为放热反应，低温下有利于提高氯化氢转化率。而氧化反应(2)为吸热反应，高温下有利于提高氯气的产率。将上述过程分别在两个温度下进行，即高温下进行氧化反应，低温下进行氯化反应，将使氯化氢转化率接近100％。为了节省能耗，可将高温下进行的氧化反应改为氧氯化反应(即氧化和氯化反应同时进行)，这样，氧化反应的吸热可由氯化反应的放热提供，使高温反应成为放热反应。由于氧氯化和氯化过程均为放热反应，因此，无须对这二个不同的反应过程供热。另外，由于氯化氢转化率接近100％，产物气体是不含氯化氢的氯气、水蒸气、氧气以及原料气体中的惰性气体，这样就使后续的分离过程变得比较容易。

中国发明专利02146784.6提供一种采用二段流化床反应器的氯化氢催化氧化制氯气工艺方法及装置，该装置包括：(a)一个由气固分布板分为二段的反应器主体，上段为进行氯化反应的氯化反应器，下段为发生氧化反应的氧化反应器；(b)一个设置在反应器主体上端、由气固分离室和旋风分离器组成的气固分离装置；(c)一个设置在反应器主体底部的反应原料入口以及设置在该入口上部的气体分布器；(d)一个设置在气固分离室顶部的催化剂入口和一个设置在反应器主体底部的失活催化剂出口；(e)一个设置在氯化反应器内的冷却器和一个设置在氧化反应器内部或外部的加热器。为了避免氯化反应器中的密相高度过高，氧化反应器中的密相高度过低，本发明在反应器主体外面设置了一个催化剂绕流装置，该装置分别与氯化反应器上部和氧化反应器的底部相连。为了增加催化剂在氧化反应器和氯化反应器之间催化剂颗粒的循环速率，以免氯化反应器中的密相高度过低，氧化反应器中的密相高度过高，该发明还在反应器主体外面设置了一个催化剂输送装置，该装置分别与气固分离室和氧化反应器的底部相连。本发明所述的分布板，其开孔率为3～50％，优选为5～15％。该发明提供了一种利用上述装置的氯化氢催化氧化生产氯气的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：(1)催化剂CuCL₂从催化剂入口经气固分离室进入氯化反应器，经气固分布板，进入氧化反应器；与此同时，将氧气或空气从反应器底部的原料入口经气体分布器进入氧化反应器，穿过分布板进入氯化反应器，然后经气固分离室和旋风分离器排出。气体在反应器主体中的空塔速度为0.1～0.8米/秒，优选为0.3～0.5米/秒；(2)当氧化反应器和氯化反应器中的密相高度分别达到一定值，先后打开加热器和冷却器：当氧化反应器温度为320～420℃、氯化反应器温度为150～250℃时，通入氯化氢气体，使氯化氢与空气或氧气的摩尔比为1∶2～3∶1，优选为1∶1～2∶1；并使反应器内的重量空速为0.1小时^-1～1.0小时^-1，优选为0.3小时^-1～0.5小时^-1；(3)被气体夹带的催化剂颗粒进入气固分离室后进行气固分离，固体颗粒由于重力的作用返回氯化反应器；被气体夹带的催化剂颗粒经旋风分器进一步分离后，生成的氯气从旋风分离器顶部流出，固体经旋风分离器底部料管进入氧化反应器，失活催化剂从反应器底部的出口排出。

Deacon过程简单清晰，但在工程应用中存在以下问题：反应温度过高(在430-475℃之间)，平衡转化率只有60-70％；氯化铜在400℃以上会变得容易挥发，导致催化剂活性迅速降低；由于反应是放热的，所以温度的控制比较难，尤其是在固定床中，会产生热点，加重催化剂的挥发；另外，在此反应温度下反应介质对设备腐蚀严重。两步(催化)氧化工艺虽然克服了Deacon过程的一些工程问题，提高了过程的转化率，但同时由于反应器的串连操作，反应器间存在有压差，以及催化剂在管路间的频繁输送，给管路控制及操作带来了很大困难；由于反应器高的机械应力及腐蚀性介质的存在，设备磨损和腐蚀依然存在，工业化尚有一定困难。另外，催化剂的频繁加热与冷却，对催化剂的活性也有影响。

本发明的目的就是要解决上述问题。

发明内容

通过向铜基催化剂中加入其它组分可以提高催化剂活性，少量低挥发性金属元素如V，Be，Mg，Bi、和Sb的氧化物或氯化物做为助催化剂；CuCL₂∶助剂摩尔比为1∶1，改变加入到CuCL₂浸渍液中的摩尔量，考察对活性的影响。CuCL₂摩尔数取5水平，分别为1，0.75，0.5，0.875和0.375摩尔，称取相应质量的助剂，加入到40ml蒸馏水中，配置出不同浓度的浸渍液，经用40克载体浸渍、干燥、锻烧得到五种催化剂，分别为1#，2#，3#，4#，5#催化剂。同时，还可加入低挥发性稀土金属氯化物和NaCL或KCL，氯化钾主要起降低熔点的作用，其中钠或钾盐与铜盐形成了最低共沸物，从而可减少催化剂的挥发。表1给出了不同反应时间催化剂中活性组分的质量百分数及使用后活性组分流失的百分率。由表1可以看出，Cu、K和Ce元素含量在反应初期，流失明显，随后变化很小。相对而言，Ce的变化更明显一些，这是部分的Ce与载体结合成硝酸不可溶的Ce，因此Ce的流失显得更严重一些。载体的比表面积对催化剂活性影响很大，比表面积大对催化剂活性的提高有利，在相同反应条件下HCL的转化率增长接近5％。对于气固催化反应，催化剂表面积大，增大了反应物料与催化剂的接触面积和反应场所，HCL的吸附量加大，因此催化剂活性较好。

表1 不同反应时间催化剂中活性组分的质量百分数及使用后活性组分损失的百分率

催化剂由沉淀或浸渍过程制备。浸渍过程中，将载体γ-Al₂O₃浸渍在含有活性组分CuCL₂和KCL的水溶液中，再加入稀土金属盐，浸渍一段时间后去除过剩溶液，经干燥、在300～400℃焙烧1～2h，反复上述过程直到一定量的Cu附在氧化铝上。然后，将此氧化铝在不高于800℃下煅烧若干小时。催化剂焙烧的过程，是催化剂晶型和孔结构变化的过程。不同的的煅烧温度，催化剂有不同的晶型。沉淀过程中，铜盐与氨水反应后经洗涤、过滤、烘干、煅烧和成型等工艺得到以铜为主要组分的催化剂。CuCl₂催化剂加入NaCL或KCL形成复盐，这两种复盐的挥发性都低于CuCl₂，使热稳定性提高。加入少量氧化铈有促进作用，氯化钾主要起降低熔点的作用。

经对多个(某一样品可能得到某一化合物晶相)样品XRD图进行晶相搜索分析，可以初步(由于峰线不明显)认为，催化剂经焙烧活化后，其存在的化学组成有铜的氧化物、助剂中金属的氧化物。因此，催化剂制备过程中加入的组分，经焙烧活化后，形成了新的化合物，催化剂是几种组分形成的复合型催化剂。本发明所用催化剂中的铜含量为3～15％，铈含量为1～3％，钾含量为4～7％，其余组分为载体γ-Al₂O₃。

根据气固催化反应原理，进入反应器的HCL与新鲜的催化剂接触，首先要发生吸附作用。在开始计时后的大约20min内，进入氧化段的HCL基本都被催化剂吸附，氧化段出口基本无HCL，这是导致反应刚开始时转化率较高(接近100％)的原因。随着HCL通入量的增多，催化剂对HCL的吸附逐渐饱和，并达到动态平衡(大约150min左右)，反应进入稳定阶段，其标志是氯化氢的转化率趋于稳定。催化剂活性组分铜含量对反应的活性有很大影响。较高的铜含量有利于HCL的转化率，但是，由于含CuCL₂催化剂在较高的温度下具有一定的粘性，而且粘性与铜含量有直接关系。铜含量太高时，催化剂的粘性增加，使流化恶化，甚至催化剂在下行管中发生堵塞，无法正常操作。通过对氯化氢催化氧化过程的热力学和动力学分析，该反应在低温下受动力学控制，高温下则为热力学控制，当反应温度处在动力学控制向热力学控制转化阶段时，反应速率快、产物中CL₂干基含量高。

进料摩尔比：0.5∶1～1∶1(HCL∶O₂)；系统压力：常压；HCL进料空速：0.1～0.2h^-1，反应温度：400℃；反应器中空塔气速：0.05～0.2m/s；反应器内径：0.5m；反应器反应段高度：2m；反应器扩大段高度：1m；催化剂密度：1.1×10³kg/m³，催化剂约为30kg；HCL进料流量85～150kg/h；O₂进料流量25～150kg/h。

两段循环流化床反应器主体金属材料采用纯Ta或Inconel 600。Inconel 600是一种Ni-Cr合金，资料表明，该合金可以使用在低温到1093℃的温度区间里边。实验期间，体系的温度为400℃，未超出该合金的理论适宜使用范围。另外，该合金中的高镍含量使得该合金对体系中可能存在的氯离子的应力腐蚀、蒸汽和空气混合体系的一般腐蚀都有优异的耐蚀性，腐蚀速率最小。

在两段循环流化床反应器中进行氯化氢催化氧化制氯气的实验。研究表明，HCL转化率比普通流化床有大幅度提高。当主要组分为CuCL₂的负载型催化剂中的Cu含量为5～13％时，能够保证反应器的连续顺利运转，而且具有较高的催化活性。氧氯化段的适宜反应温度为390～400℃，氯化段适宜的反应温度为200～240℃。在较低的HCL进料空速或较高的O₂与HCL进料体积比条件下，HCL转化率较高。

主要原料为氯化氢(纯度99.99％)、氧气和氮气(纯度＞99.5％)。氯化氢和氧气为反应原料气，氮气主要用于实验前系统密封性的检测以及反应前后整个系统吹扫，防止残留的氯化氢腐蚀设备，并在实验过程中作为惰性补充气，使反应器中催化剂处于良好的流化状态。

流化床反应器由管式分布器分成两段，下段为氧氯化段，同时进行吸热的氧化反应和放热的氯化反应；上段是氯化段，在较低的温度下发生放热的氯化反应。氧氯化段床外设有加热器3。实验原料气中所含微量水会与氯化氢结合形成盐酸，对管路产生腐蚀。因此，各种气体都要先通过分子筛脱水干燥。转子流量计分别用皂膜流量计标定，误差小于5％。

首先通氮气，开动流化床，将氧氯化段升温到所需温度，然后从反应器下部的烧结板分布器2通入经过预热的HCL和O₂，此时，反应器下段开始发生氧氯化反应。未反应完的HCL、O₂和产物气体夹带催化剂颗粒沿床层上升，经过氧氯化段与氯化段之间的分布板进入氯化段，在氯化段进行氯化反应。氯化段未反应完的原料和产物气体在反应器的上部与催化剂颗粒分离，气体进入碱吸收和分析系统；催化剂颗粒经下行管返回氧氯化段下部，为了直观地了解催化剂的循环情况，在下行管的上部加有视镜6。

催化剂平均粒径约为55μm，密度约为1600kg/m³。实验表明，上段和下段流化床中的表观气速均保持在0.2～0.4m/s时，反应器中催化剂的流化和循环状况较好。在有些实验条件下，进料空速较低，氯化氢和氧气气量不足，为使反应器中的催化剂流化和循环状态良好，可在实验中加惰性的氮气，使流化床中的表观气速保持在0.2～0.4m/s。另外，在下行管的下部设有松动气入口，反应时，由松动气入口注入一定量氧气可以显著改善下行管中催化剂的流动状况。

氧氯化段温度提高时，HCL转化率明显升高。由于氧化反应是吸热反应，反应速度相对较慢，提高氧氯化段的温度有利于提高氧化反应速率。另外，温度升高也使更多的CuCL₂催化剂在氧氯化段转化成CuO后进入氯化段，进而增加了氯化段对HCL的吸收能力。但是由于CuCL₂催化剂在高温下属于液相负载型催化剂，当温度超过410℃时，催化剂的粘性会进一步增加，而且催化剂的流失也会加剧，导致催化剂的寿命缩短。因此，氧氯化段的最佳操作温度宜控制在390～400℃。当温度为180～240℃时，氯化段温度的升高可提高HCL的转化率。但由于氯化反应是放热反应，温度升高会导致平衡转化率的下降。所以，当温度超过240℃时，继续提高反应温度反而使反应转化率明显降低。因此，氯化段适宜的反应温度为200～240℃。

在反应温度、HCL进料重时空速一定的条件下，随着进料中O₂含量增加，HCL转化率提高。与提高氧氯化段温度类似，进料组成中O₂比例增加时，也会使更多的CuCL₂催化剂在氧氯化段转化成CuO，进入氯化段催化剂中的CuO比例也相应增加，从而提高HCL的吸收能力。但氧气含量太高会降低产物中CL₂的浓度，在本实验中，适宜的HCL与O₂进料体积比为0.5∶1～1∶1。

HCL进料重时空速较小时，HCL反应转化率较高，随着HCL重时空速的增加，由氧氯化段进入氯化段的催化剂中CuO比例下降，导致HCL转化率显著下降。为获得较高的氯化氢转化率，氯化氢重时空速宜小于0.25h^-1。

附图说明

图1为本发明提供的氯化氧催化氧化生产氯气装置的结构示意图。

图中：1-加热器；2-烧结板分布器；3-加热器；4-气固分布器；5-气固分离室；6-视镜。

具体实施方式

催化剂制备采用过量溶液浸渍法。分别称取一定质量活性组分(主、助催化剂组分)置于烧杯中，用蒸馏水配制成一定浓度的溶液，将40克γ-AL₂O₃载体浸入；静置15h后，除去过量溶液，在一定温度下，空气氛围干燥3～5h，然后在一定温度下锻烧2～3h，得到γ-AL₂O₃负载的以铜为主要活性组分的催化剂。为了提高活性组分的含量，可经两次重复浸渍制备催化剂。下面结合附图1，对本发明的原理、结构和工艺流程具体实施方式进一步说明：在如图1所示的反应装置中，设置气固分布器4，将流化床反应器主体分为上下两段，上段为氯化段，下段为氧氯化段，这样在流化床反应器内部就可以形成两个密相区。为实现催化剂的循环反应和再生，在流化床反应器外部设置催化剂下行管，催化剂颗粒经下行管返回氧氯化段下部，为了直观地了解催化剂的循环情况，在下行管的上部加有视镜6。催化剂从气固分离室5内设置的催化剂入口加入到流化床反应器主体内部。当氧气或空气量较小时，大部分催化剂颗粒停留在反应器底部，随着气速增加，催化剂颗粒逐渐向上，氧氯化段中密相高度逐渐下降，氯化段中密相高度逐渐增加。随着气速继续增加，氧氯化段中的颗粒可能被完全吹空，这属于不正常操作。当流化床反应器中催化剂颗粒流动正常后，开始对反应器进行加热，当氯化段的温度超过250℃时，开启冷却水系统。当氧氯化段温度为350～450℃，氯化段温度为150～250℃时，通入氯化氢气体，并逐渐增加氯化氢的量、减少氧气或空气的量，使氯化氢和氧气的摩尔比为1∶3～6∶1，同时减少加热量，增加冷却水的量，直至反应温度达到设定值。氯化氢与氧气在氧氯化段中与催化剂逆流接触并反应，催化剂中氧化铜的含量逐次向下而增加，再经过催化剂提升管进入氯化段中。氧氯化段反应生成的氯气、水和过量的氧气和氯化氢通过气固分布器4进入氯化段，与氧氯化段提升上来的催化剂接触，在较低的温度下发生氯化反应，吸收剩余的氯化氢，饱和吸收氯化氢的催化剂返回氧氯化段再生，同时氯化段中生成的氯气、水和过量的氧气经气固分离后作为产物排出。并在反应器主体外部设置催化剂下行管，该催化剂下行管的两端分别与氯化段的上部和氧氯化段下部连通。在氧化段中纯粹以提高催化剂中氧化铜含量为目的，使催化剂与氧气单独反应，反应后的催化剂再经催化剂提升管进入氯化段以吸收氧氯化段中未完全反应的氯化氢，从而实现氯化氢的完全转化。

以上是本发明装置所能够应用范围的由氯化氢制备氯气(或相关应用领域内)的非限定性实例。这些实施例进一步描述和说明了本发明范围内的实施方案。给出的实施例仅用于说明的目的，对本发明不构成任何限定，在不背离本发明精神和范围的条件下可对其进行各种改变，均是本领域普通技术人员所认可的。

Claims (5)

1.在两段循环流化床中采用Cu基催化剂氧化氯化氢生产氯气的装置，包括原料气体入口管、氧气入口管，设置在中部的气固分布器(4)将流化床分为上下两段，上段为氯化段进行氯化反应，下段为氧氯化段发生氧氯化反应，一个设置在流化床底部的失活催化剂出口，其特征是其主反应器是两段循环流化床，主体金属材料采用纯Ta或Inconel 600，在反应器主体底部的原料入口管外包覆加热器(1)，氯化氢和氧气送入氧氯化段底部，穿过烧结板分布器(2)进入氧氯化段，氧氯化段外包覆加热器(3)，反应气体穿过气固分布器(4)进入氯化段，氯化段顶部设置气固分离室(5)，在气固分离室(5)顶部设置催化剂入口；催化剂颗粒经下行管返回氧氯化段下部，为了直观地了解催化剂的循环情况，在下行管的上部加有视镜(6)。

2.根据权利要求1所述的在两段循环流化床中采用Cu基催化剂氧化氯化氢生产氯气的装置，其特征在于：所采用的Cu基催化剂的制备步骤包括：

(1)浸渍过程：将载体γ-Al₂O₃浸渍在含有活性组分CuCL₂和KCL的水溶液中，再加入稀土金属盐，浸渍一段时间后去除过剩溶液，经干燥、在300～400℃焙烧1～2h，反复上述过程直到一定量的Cu附在氧化铝上；

(2)煅烧：将此氧化铝在不高于800℃下煅烧若干小时；

(3)沉淀过程：铜盐与氨水反应后经洗涤、过滤、烘干、煅烧和成型等工艺得到以铜为主要组分的催化剂；

(4)CuCl₂催化剂加入NaCL或KCL形成复盐，这两种复盐的挥发性都低于CuCl₂使热稳定性提高；

(5)通过向铜基催化剂中加入其它组分可以提高催化剂活性，少量低挥发性金属元素如V，Be，Mg，Bi、和Sb的氧化物或氯化物做为助催化剂，CuCL₂∶助剂摩尔比为1∶1。

3.根据权利要求1所述的在两段循环流化床中采用Cu基催化剂氧化氯化氢生产氯气的装置，其特征在于：所采用的Cu基催化剂的制备步骤包括：

(1)分别称取一定质量活性主、助催化剂组分置于烧杯中，用蒸馏水配制成一定浓度的溶液，将40克γ-AL₂O₃载体浸入；

(2)静置15h左右后，除去过量溶液，在一定温度下，空气氛围干燥3～5h，然后在一定温度下锻烧2～3h，得到γ-AL₂O₃负载的以铜为主要活性组分的催化剂；

(3)为了提高活性组分的含量，可经两次重复浸渍制备催化剂；

(4)所得Cu基催化剂平均粒径约为55μm，密度约为1600kg/m³；铜含量为3～15％，铈含量为1～3％，钾含量为4～7％，其余组分为载体γ-Al₂O₃。

4.利用权利要求1所述装置采用Cu基催化剂氧化氯化氢生产氯气的方法，其步骤包括：

(1)催化剂CuCL₂从催化剂入口经气固分离室(5)进入氯化段，经气固分布器(4)，进入氧氯化段；与此同时，氧气经加热器(1)从反应器底部的原料入口进入氧氯化段，穿过气固分布器(4)进入氯化段，然后经气固分离室排出；气体在反应器主体中的空塔速度为0.05～0.2米/秒，进料摩尔比：0.5∶1～1∶1(HCl∶O₂)；系统压力：常压；HCl进料空速：0.1～0.2h^-1；

(2)向流化床通氮气，当氧化段和氧氯化段中的密相高度分别达到一定值，先后打开加热器(3)将氧氯化段升温到所需温度，然后通入经过加热器(1)预热的HCL和O₂，此时，反应器下段开始发生氧氯化反应；未反应完的HCL、O₂和产物气体夹带催化剂颗粒沿床层上升，经过氧氯化段与氯化段之间的气固分布器(4)进入氯化段，在氯化段进行氯化反应；氯化段未反应完的原料和产物气体在气固分离室(5)与催化剂颗粒分离，气体进入下工序，催化剂颗粒经下行管返回氧氯化段下部，通过视镜(6)了解催化剂的循环情况；

(3)被气体夹带的催化剂颗粒进入气固分离室(5)后进行气固分离，固体颗粒由于重力的作用返回氯化段，生成的氯气从气固分离室(5)顶部流出；经下行管返回氧氯化段的催化剂颗粒催化氧气同HCL发生氧氯化反应，失活催化剂从反应器底部的出口排出。

5.根据权利要求4所述采用Cu基催化剂氧化氯化氢生产氯气的方法，其进料摩尔比：0.5∶1～1∶1(HCL∶O₂)；系统压力：常压；HCL进料空速：0.1～0.2h^-1，反应温度：400℃；反应器中空塔气速：0.05～0.2m/s；反应器内径：0.5m；反应器反应段高度：2m；反应器扩大段高度：1m；催化剂密度：1.1×10³kg/m³，催化剂约为30kg；HCL进料流量85～150kg/h；O₂进料流量25～150kg/h。

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