DE1567788C3

DE1567788C3 - Verfahren zur Herstellung von Chlor aus Chlorwasserstoff

Info

Publication number: DE1567788C3
Application number: DE19651567788
Authority: DE
Inventors: Jan Heemskerk; Johannes Christiaan Marinus Stuiver
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1964-04-23
Filing date: 1965-04-21
Publication date: 1974-04-18
Also published as: NL6404460A; DE1567788A1; BE662847A; GB1046313A; DE1567788B2

Description

Träger wurde bei 100° C getrocknet und schließlich 3 Stunden lang im Luftstrom auf 250° C erhitzt.

Die Konzentration der Lösung an Ruthenium(m)-chlorid wurde in verschiedenen Versuchen variiert, um Katalysatoren mit verschiedenem Rutheniumgehalt zu erhalten. Der Rutheniumgehalt wurde als Gewichtsprozent des Metalls, bezogen auf die Summe von Metall und Träger, berechnet.

Herstellung von Chlor

Chlorwasserstoffgas und Luft wurden im stöchiometrischen Verhältnis bei Atmosphärendruck und. mit einer Geschwindigkeit von 60 l/h HCl pro kg Katalysator geleitet. Der prozentuale Anteil von Ruthenium im Katalysator und die Temperatur wurden variiert.

Die folgende Tabelle gibt die Werte für die prozentuale Umwandlung und zum Vergleich die Gleichgewichtswerte.

o/o Ru	300	Ta	C	350
5,00 8,21 12,91	44 46			56 76 79
Gleichgewicht	85			79,5
mperatur, ° 325
40 66 67
82

Claims

1 2 Bereiches von 1 bis 5 ata liegt, kann die Reaktion Patentansprüche: prinzipiell sowohl bei höheren als auch bei niederen Drücken, z. B. zwischen 0,1 und 100 ata, ablaufen.

1. Verfahren zur Herstellung von Chlor aus Die Rutheniumverbindungen werden vorzugsweise Chlorwasserstoff und Sauerstoff in Gegenwart S auf einem gebräuchlichen Träger wie Silicagel, eines Katalysators bei erhöhter Temperatur, da- Aluminiumoxid, Bimsstein und keramisches Material durch gekennzeichnet, daß man als Ka- angewandt. Die Rutheniumkonzentration im Kontakt talysator eine oder mehrere Rutheniumverbindun- beträgt in der Regel 0,1 bis 15 Gewichtsprozent gen verwendet. Metall, bezogen auf die Summe von Metall und

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο Träger. ·

kennzeichnet, daß man als Katalysator Ruthe- Der Katalysator kann sowohl im Festbett als auch

nium(III)-chlorid verwendet. in der Wirbelschicht eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Für die Oxydation mit gasförmigem Sauerstoff gekennzeichnet, daß 'man eine Temperatur zwi- wird gewöhnlich der Chlorwasserstoff mit Luft gesehen 325 und. 400° C einhält. 15 mischt. Außer Luft können jedoch auch weitere

sauerstoffhaltige Gase ebenso wie reiner Sauerstoff verwendet werden. "

~ Im allgemeinen sollen Chlorwasserstoff und

Sauerstoff im stöchiometrischen Verhältnis zum Ein-

Es ist bekannt, zur Herstellung von Chlor Chlor- 20 satz kommen. Man kann aber auch vom stöchiowasserstoff im Gemisch mit Sauerstoff oder einem metrischen Verhältnis abgehen und Mischungen über sauerstoffhaltigen Gas bei erhöhter Temperatur mit den Katalysator führen, in welchen das Verhältnis einem Katalysator in Berührung zu bringen. Beim von Chlorwasserstoff zu Sauerstoff zwischen dem Deacon-Verfahren werden Kupferverbindungen als 5fachen und ein Fünftel des stöchiometrischen VerKatalysator verwendet. Es sind auch Verbindungen 25 hältnisses liegt.

anderer Metalle als Katalysatoren für diese Oxyda- Der Katalysator wird in üblicher Weise auf dem

tion verwendet worden. Im allgemeinen liegt aber bei Träger aufgebracht. Ein sehr geeignetes Verfahren diesen bekannten Verfahren die prozentuale Um- besteht darin, den Träger mit so viel Lösung einer Wandlung wesentlich unterhalb ' jener, die dem Rutheniumverbindung in Wasser zu vermischen, wie Gleichgewicht entsprechen würde. Erst vor kurzem 3° gerade vom Trägermaterial absorbiert werden kann, wurden hierin mit Kombinationen von Verbindungen Auf diese Weise wird der Katalysator gleichmäßig von Kupfer, Seltenen Erden und Alkalimetallen Ver- auf dem Träger verteilt, und es braucht keine Verbesserungen erzielt. Für das Gleichgewichtsverfahren bleibende Lösung abgetrennt zu werden. Die Konder österreichischen Patentschrift 228 744 wird ein zentration der Lösung wird so gewählt, daß man das Kontakt verwendet, der Kupferchlorid(e), Seltene 35 gewünschte Verhältnis von Ruthenium zu Träger Erdmetallchlorid(e) und Alkalimetallchlorid(e) im erhält. Diese Herstellung ist sehr einfach und unter-Atomverhältnis SE/Cu ^ 0,1 und Alkalimetall/Cu scheidet sich dadurch vorteilhaft von der Herstellung = 0,6 bis 3 sowie gegebenenfalls noch Silber-, Blei- . bekannter Kontakte.

oder Zinnchlorid auf porösem Trägermatrial enthält. Das als Ausgangsmaterial verwendete Gasgemisch

Mit einem angegebenen Durchsatz von 79 °/o wird 40 kann auch ein oder mehrere Kohlenwasserstoffe enteine gute Annäherung an das bei 79,5% liegende halten. Bei dieser an sich bekannten Oxychlorierung Gleichgewicht erreicht. Jedoch muß relativ viel Ka- treten die Kohlenwasserstoffe in Reaktion mit dem talysator eingesetzt werden, und der Durchsatz be- gebildeten Chlor. Auf diese Weise kann Chlor an trägt nur 40 l/kg · h. . \ ungesättigte aliphatische kohlenwasserstoffe ange-

Es hat sich nun gezeigt, daß Rutheniumverbindun- 45 lagert werden, oder. Wasserstoff atome von gesättigten gen überraschenderweise wesentlich wirksamere Ka- aliphatischen,' cycloaliphatischen oder aromatischen talysatoren für die Oxydation von Chlorwasserstoff Kohlenwasserstoffen werden durch Chor ersetzt. In in der Gasphase sind und mit diesen Katalysatoren der Regel werden hierbei hohe Umwandlungen.von das Gleichgewicht bei verhältnismäßig niederen Chlorwasserstoff bei merklich niederen Temperaturen Temperaturen mit wesentlich höherem Durchsatz 50 als bei Abwesenheit von Kohlenwasserstoffen erzielt, erreicht wird. . Geeignete Temperaturen liegen häufig zwischen 100 ·

Die Erfindung betrifft daher die Herstellung von und 300° C. Chlor aus Chlorwasserstoffen und Sauerstoff in Beispiel

Gegenwart eines Katalysators bei erhöhter Tempera- Bereitung des Katalysators ' ·-

tür und ist dadurch gekennzeichnet, daß man als 55

Katalysator eine oder mehrere Rutheniumverbindun- Als Träger wurde Kieselerde - mit den folgenden

gen verwendet. Eigenschaften verwendet:

Eine sehr brauchbare Rutheniumverbindung ist

Ruthenium(III)-chlorid. Zur Oxydation von Chlor- Oberfläche 292 m²/g

wasserstoff werden Temperaturen zwischen 250 und 60 Porenvolumen 0,67 cm³/g

500° C angewandt. Temperaturen zwischen 325 und Durchschnittlicher

400° C werden bevorzugt, aber das Verfahren kann Porendurchmesser 91,4 A

auch gut oberhalb von 400° C durchgeführt werden. Na-Gehalt 0,13 %>

Das Verfahren kann gut bei Atmosphärendruck ~ _r-_hai_t n'i1 0/

durchgeführt werden. Druckanstieg bedingt eine 65 .'

Verlagerung des Gleichgewichtes in Richtung Chlor Der Träger wurde 2 Stunden lang bei 500° C ge-

und Wasser und kann daher günstig sein. Obwohl trocknet und mehrfach mit einer Lösung aus allgemein der Arbeitsdruck nicht außerhalb des Ruthenium(III)-chlorid getränkt. Der imprägnierte