Способ получения хлора Советский патент 1976 года по МПК C01B7/04 

Изобретение касается получения хлора окислением хлористого водорода кислородом или кислородсодержащими газами в присут ствии катализатора. В качестве катализато ров для окисления хлористого водорода в хлор применяют, например, хлорную медь, нанесенную на пемзу, окислы меди, железа, марганца и других металлов, нанесенных на различные пористые носители, а также с добавками соединений бериллия, магния, висмута, ванадия, сурьмы и других металлов, окислов или солей редкоземельных эле ментов и хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов Известен способ получения хлора из хло ристого водорода путем его окисления при высокой температуре (350-520 0) в присутствии катализатора, представляющего собой хлориды меди, калия, лантана, кобальта или урана, нанесенные на . ль &10 или пемзу. Предлагаемый способ отличается от известного тем, что для увеличения срока службы и стабильности катализатора, а так качестве катализатора применяют соединения типа шпинелей общей формулы Me , где Л1е - двухвалентный металл, например медь, железо, хром, кобальт или никель, и М - трехвалентный металл, например алюминий, хром или железо. Эти соединения могут быть также применены в смеси с добавками хлоридов и щелочноземельных металлов. При этом катализатор содержит 2,5-25 вес,% двухвалентного металла и 0,5-5 вес.% хлорида щелочного или щелочноземельного металлу. Катализаторы могут быть приготовлены, например, путем спекания окислов типа /We О с окислами типа Мё 0 , Например, для приготовления катализаторана основе медной шпинели алюминия .l ксиопь- зуют - определенного гранулометрического состава (в зависимости от способа применения катализатора) и термически неустойчивые соли меди, например нитрат, кфбонат, ацетат. из расчета нанесения такого количества солей, чтобы в готовом катализаторе содержание меди составляло 2,2-25 вес,%, а хлорида Щйлочного или щелочноземельног металла - 0,5-5 вес,%. Затем окись алюминия с нанесенными солями сушат при 105-110°Cj носле чего нагревают до 450 500С, чтобы соль меди перешла в окись меди. После этого ее прокаливают нри 90О 1100°С в течение 1-6 час до образования медной шпинели алюминия. Б зависимости от содержания меди, хлорида и температурных условий формирования удельная поверхность образцов катализатора 15- 125 м /г. Процесс получения хлора осуществляют в газовой фазе путем контактирования смеси хлористого вддорода и кислорода или возду ха при отношении НС2 : 0 2-6:1, темпе ратуре 350-500°С и объемной скорости 5О-1500 час . При этих условиях обеспечивается термодинамически возможная степень превращения хлористого водорода в Хлор. Процесс окисления протекает эффекти но как в случае применения чистого кислор да, так и в присутствии инертного разбавителя, например азота. Поэтому для окисления могут быть использованы воздух и разбавленный хлористый водород. Пример, Окисление хлористого водорода осуществляют в реакторе проточного типа с использованием образцов катализатора, содержащих 2,2-25 веСо% Мб и 0,5-5 вес,% хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов при , o6beNbной скорости 100б час и отношении НСЕ:Ог. 4:1. Конверсия хлористого водорода составляет 72-78%. В течение 10О час активность катапизатора не изменяется. Предложенные шлинельные катализаторы обладают высокой механической прочностью на истирание и раздавливание гранул, В процессе эксплуатации они практически не разрушаются и не подвергаются химическому превращен:шо вследствие чего работают очень стабильно в течение длительного времени. Данные рентгеноструктурного анализа показывают, что фазовый состав катализатора остается постоянным. Высокая механическая прочность шпи- нельных катал:изаторов позволяет осущест Блять процесс окисления хлористого водорода в хлор непрерывно с подвижным слоем контакта - движущимся или кипящим, что в значительной мере облегчает регулирование температуры процесса, С этой же целью пре.дложенные катализаторы можно разбавл.ять инертными материалами, например графитом и корундом. Формула изобретения 1,Способ получения хлора окислением хлористого водорода и кислородом или кислородсодержащими газами при высокой температуре в присутствии катализатора, о т- личающийся тем, что, с целью увеличения срока службы и стабильности катализатора, а также расширения ассортинмента катализаторов, в качестве катализатора применяют соединения типа шпинелей общей формулы; Ms ГМе Од, где Мб двухвалентный металл и - трехвалент ный металл, 2,Способ поп, 1, отличающийс я тем, что двухвалентным металлом являются медь, железо, хром, кобальт или никель, а трехвалентным - алюминий, хром или железо. 3,Способ по г, 1, отличающийс я тем, что соединения типа щпинелей применяют в смеси с добавками хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов, 4,Способ по пп. 1иЗ, отличающийся тем, что, катализатор содержит 2,5-25 вес.% двухвалентного металла и 0,5-5 вес.% хлорида щелочного или щелочноземельного металла.