SU1326330A1 - Катализатор дл окислени хлористого водорода в хлор и способ получени хлора - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  каталитической химии, в частиости катализатора (КТ) дл  окислени  НС1 в хлор, и может быть использовано в хлорном производстве. Дл  повышени  активности и устойчивости КТ в агрессивных средах в состав КТ ввод т другой хромит - хромит кобальта (15-25мас.%) на-jf-AiOj-носителе. Получение хлора ведут окислением НС1 в присутствии указанного состава КТ при 400-425°С и объемной скорости смеси НС1 и Oj 250-500 ч- . Объемное содержание кислорода в смеси составл ет 26-31%. В сравнении с известным КТ (хромит меди) новый КТ обеспечивает повышение конверсии НС1 с 52% (при 400°С) до 76,6°/о. 2 с.п. ф-лы, 4 табл. i (Л со to 05 со 00

Description

Изобретение относитс  к катализаторам дл  газофазного окислени  хлористого водорода кислородом или кислородсодержащим газом и может быть использовано дл  получени  хлора.

Целью изобретени   вл етс  повышение активности и устойчивости катализатора в агрессивных средах, содержащих хлор и хлористый водород, за счет содержани  в качестве хромита металла хромита кобальта при определенном содержании компонентов , а также целью  вл етс  повыщение выхода хлора за счет использовани  катализатора определенного состава и проведени  процесса при определенных услови х.

Пример 1. .Дл  приготовлени  100 г катализатора на основе хромита кобальта, содержащего 10% активной массы, в 40смЗ дистиллированной воды раствор ют 8,8 г хромового ангидрида, затем к нему добавл ют при тщательном перемещивании до полного растворени  1.2,8 г азотно-кислого кобальта. Полученным раствором при комнатной температуре пропитывают 90 г сухой у-окиси алюмини  .марки ШН-2. Пропитанный носитель сушат при 110-120°С, а затем прокаливают в токе инертного газа при 425-450°С в течение 10 ч. Степень превращени  НС1 на этом катализаторе при объемной скорости 1000 ч и 400°С в реакционной смеси, состо щей из 10 об. % НС1 в воздухе, составл ет 56,6 /о.

Пример 2. Дл  приготовлени  100 г катализатора , содержащего 15% активной массы, в 38 см дистиллированной воды раствор ют 13,2 г хромового ангидрида и 19,2 г азотно-кислого кобальта, а затем пропитывают этим раствором 85 г сухой у -окиси алюмини  марки ШН-2. Сушку и прокалку провод т так, как показано в примере 1. Конверси  HCI на э- ом катализаторе, измеренна  в услови х, приведенных в примере 1, составл ет 67,5%. )

Пример 3. Дл  приготовлени  100 г катализатора , содержащего 20% активной массы, в 36 см дистиллированной воды раствор ют 17,6 г хромового ангидрида и 25,6 г азотно-кислог о кобальта, а затем пропитывают этим растворо.м 80 гу - марки ШН-2. Сущку и прокалку провод т так, как показано в примере 1. конверси  HCI на этом катализаторе, измеренна  в услови х , приведенных в примере 1, составл ет 76,6%.

Пример 4. Дл  приготовлени  100 г катализатора , содержап его 25% активной массы, в 33 см дистиллированной воды раствор ют 22,0 г хромового ангидрида и 32,0 г азотно-кислого коба.чьта. Приготовленным раствором пропитывают 75 г сухой ТС АиОз марки ШН-2, а затем провод т сушку и прокалку так, как показано в примере 1. Конверси  НС1 на этом катализаторе , измеренна  в услови х, приведенных в примере 1, составл ет 70,5%.

Пример 5. Дл  приготовлени  100 г катализатора , содержащего 30% активной 5 массы, в 31 см дистиллированной воды раствор ют 26,0 г хромового ангидрида и 38,4 г азотно-кислого кобальта. Приготовленным раствором пропитывают 70 г сухой f -окиси алюмини  марки ШН-2. Сущ- ,„ку и прокалку провод т так, как показано в примере 1. Конверси  НС1 на этом катализаторе , измеренна  в услови х, приведенных в примере 1, составл ет 62,0%.

В табл. 1 приведены величины конверсии хлористого водорода в присутствии дан- 5 ного катализатора (объемна  скорость 1000 г , состав смеси 10 об. % в воздухе).

Дл  оценки актинносГи предлагаемого (на основе хромита кобальта) и известного (на основе хромита меди) катализаторов ,, были проведены их испытани  в реакции окислени  хлористого водорода в идентич.- ных услови х. Исследовани  были приведены при объемной скорости 1000 и 300- 400°С в реакционной смеси, состо щей из 10 об. % НС1 в воздухе. Контакты содержа- 5 ли 20% активной массы на у А1гОз марки ШН-2.

Результаты этих испытаний приведены в табл. 2.

На представленных данных видно, что в идентичных услови х при всех исследовани х температурах конверси  .хлористого водорода на предлагае.мом катализаторе вы- ще. Увеличение конверсии при 375-400°С составл ет 33-38%.

О высокой устойчивости катализатора согласно изобретению свидетельствуют данные испытани  катализаторов на основе хромитов кобальта и меди путем их прогрева в газовой смеси, состо щей из 3,0 об. % НС1 в гелии, при 100-400°С. Во всем исследованном температурном интервале вес 0 предлагаемого катализатора () практически остаетс  посто нным, т. е. в указанных услови х он не измен етс . В отличие от этого известный катализатор (СиСггО) устойчив лишь до 300°С. При более высо- ких температурах под воздействием хлористого водорода он начинает разрушатьс , о чем свидетельствует уменьшение его веса, который становитс  меньше исходного.

Вследствие низкой устойчивости катализатора на основе хромита меди его нельз  0 использовать дл  конвертировани  высококонцентрированных смесей хлористого водорода . При длительной работе (несколько сотен ч) на этом катализаторе могут быть

0

получены смеси, содержащие до 5--6 об./

/о

5

хлора. Использование данного катализатора на основе хро.мита кобальта позвол ет проводить процесс с реакционными смес ми стехиометрического состава

(80 об. % хлористого водорода и 20 об. % кислорода). В лабораторных услови х этот катализатор работал, не снижа  активности , более 100 ч при 400-425°С в реакционной смеси, содержащей около 80 об. %. При этом концентраци  хлора в конвертированной смеси превышала 50 об. %.

Пример 6. В реактор помещают 2 civi катализатора с 20 мае. % хромита кобальта и через него пропускают со скоростью 1 л/ч реакционную смесь, состо щую из хлористого водорода и кислорода, в которой содержание последнего измен ют от 20 до 36 об. о/о.

Величины конверсии НС1 в реакции его

10

зующегос  хлора невелика.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   но, что изменение концентрации кислорода в реакционной смеси от 26 до 31 об. %. практически не вли ет на протекание процесса .

   Сопоставл   приведенные данные, можно заключить, что дл  получени  высоко- ,концентрированных смесей хлора путем окислени  хлористого водорода на ката/1изато- ре, содержащем 15-25 мае. % хромита кобальта, необходимо использовать газовые смеси с 26-31 об. % кисаорода, а процесс проводить при объемных скорост х 250- 500 ч и 400-425°С. При меньших объем- ных скорост х наблюдаетс  низкий выход хлора с единицы объема катализатора, а окислени , на катализаторе с 20 мае. % 15 при более высоких - концентраци  обра-, хромита кобалйта (объемна  скорость 500 ) измеренные при 400 и 425°С, приведены в табл. 3.

   Из приведенных данных видно, что кон1 .Катализатор дл  окислени  хлористого водорода в хлор, включающий хромит металла на носителе- J -оксиДе алюмини , отличающийс  тем, что, с целью повышени  активности и устойчивости катализатора в агрессивных средах, содержащих хлор и

   газовую смесь, состо щую из 74 об. % 25 хлористый водород, катализатор в качестве НС1 и 26 об. % кислорода, и определ ютхромита металла содержит хромит кобальта при следующем содержании компонентов , мае. %:

   Хромит кобальта15-25

   НосительОстальное
2. 2.Способ получени  хлора путем окислени  хлористого водорода кислородом или кислородсодержащим газом в присутствии катализатора на основе хромита металла на носителе-Y-оксиде алюмини  при повыдетельствуют о том, что при увеличении ,. шенной температуре, отличающийс  тем, что объемной скорости газового потока конвер-с целью повышени  выхода, используют

   си  хлористого водорода у.меньшаетс , прикатализатор, содержащий в качестве хроэтом содержание образующегос  хлора в .мита металла хромит кобальта при следую- реакционной смеси понижаетс . Вместе сщем содержании компонентов, мае. %:

   верси  хлористого водорода достигает мак- си.мального значени  при содержании 26- 31 об. % кислорода в реакционной смеси.

   Пример 7. Через реактор с 10 см катализатора , содержащего 20 мае. %. хромита кобальта, пропускают со скоростью 1 л/ч

   конверсию хлористого водорода при 400, , 425 и 430°С. Затем повышают содержание в реакционной смеси кислорода до 28 об. % (72 об. % HCI), а потом до 31 об. о/о (69 об. % НС1) и измер ют- степень превращени  хлористого водорода.

   Полученные результаты приведены в табл. 4.

   Приведенные в табл. 4 результаты свите .м выход хлора с единицы объема катализатора возрастает, достига  практически одинакового значени  при объемных скорост х 500-650 ч . Вследствие этого проводить процесс при более высоких объемных скорост х нецелесообразно, так как в этих услови х выход хлора уменьшаетс , а его сидержание в образующихс  газовых сме- ен небольшой. Из этих данных также вид40

   Хромит кобальта15-25

   НосительОстальное

   процесс ведут при 400-425°С, объемной скорости 250-500 в смеси хлористого водорода с кислородом при следующем содержании реагентов, об. /Q:

   45

   Кислород Хлористый водород

   26-31 Остальное

   10

   , 15

   зующегос  хлора невелика.

   Формула изобретени 

   Сопоставл   приведенные дан но заключить, что дл  получени , концентрированных смесей хлора п лени  хлористого водорода на к ре, содержащем 15-25 мае. % кобальта, необходимо использоват смеси с 26-31 об. % кисаорода, проводить при объемных скорос 500 ч и 400-425°С. При меньш ных скорост х наблюдаетс  низк хлора с единицы объема катали при более высоких - концентра

   40

   Хромит кобальта15-25

   НосительОстальное

   процесс ведут при 400-425°С, объемной скорости 250-500 в смеси хлористого водорода с кислородом при следующем содержании реагентов, об. /Q:

   Кислород Хлористый водород

   26-31 Остальное

   Таблица 1

   14 ,924,0

   37 ,747.4

   Продолжение табл. 1

   33,0

   42,8

   61,1

   69,2

   6,6

   Таблица 3

   1326330

   10

   Продолжение табл. 4