氯化氢氧化制氯流化床催化剂的制备工艺研究文献综述
2020-04-06 13:06:47
文 献 综 述
氯是一种重要的化工原料,我国氯年产量约2000万t。 许多以氯为原料的工艺过程会副产HCl,而大多数氯化氢气体用水吸收后制成副产盐酸,或者用碱中和后直接排放,极大影响了氯产品的经济效益,以及对环境造成了污染,其消化利用已成为制约氯碱、聚氨酯、农药、医药化工等众多行业发展的共性难题[1]。 如果将副产HCl直接转化成Cl2加以利用,实现氯资源循环利用,能有效解决副产HCl问题,促进新兴产业健康发展和氯碱行业的优化升级。
由HCl制Cl2 主要有电解法[2,3]、直接氧化法[4,5]和催化氧化法[6,7]. 但电解法投资大、能耗高;直接氧化法存在废液难处理、HCl 转化不完全等问题,难令工业界满意. 催化氧化法是在催化剂存在的条件下,以O2 或空气氧化HCl 生成Cl2 的方法,反应方程式为
氯化反应:CuO 2HCl → CuCl2 H2O, ΔH1=#8722;120.6 kJ/mol.
氧化反应:CuCl2 0.5O2 → CuO Cl2, ΔH2=62.8 kJ/mol.
这是一个放热的可逆过程,具有能耗低、操作简单等优点,与电解法和直接氧化法相比,催化氧化法最具工业化价值。
陈献[8]等将Cu、Cr、K氧化物负载于γ-Al2O3上制成催化剂,在较高的HCl/O2摩尔比(8:1)下能够使得氧气接近完全转化,是一种解决副产氯化氢的有效途径。但工业上对氯的需求不断增长,人们迫切希望找到一种既经济又安全的生产过程,本文在已开发出的CeCuK/Y固定床催化剂的基础上,研制了流化床催化剂,并在流化床中研究了氯化氢氧化反应工艺。
流化床反应器一种非常重要的反应器形式,和固定床反应器相比,具有传质、传热 速度快,催化剂再生容易等优点。近年来,随着流化床技术和催化剂制备技术的进步,流化 床反应器已经广泛应用于炼油、煤化工等领域,应用流化床技术的典型反应过程有流化催 化裂化(FCC)过程[9]、甲醇制低碳烯烃(MT0)过程、流化床苯酐制备过程、流化床醋酸乙烯合 成过程、流化床丙烯腈制备过程、流化床气相贝克曼重排过程等。
工业生产中,催化剂在流 化床反应器中处于湍动或流动状态,为了满足流化条件,催化剂的外观形貌如平均粒径、粒 径分布、圆形度等需要满足一定的要求,同时,在流化床反应器内催化剂和反应器壁、反应 器内构件及催化剂之间存在剧烈撞击,因此流化床催化剂需要具有良好的耐磨强度。
目前常见的流化床催化剂为FCC催化剂,一般由以下步骤制成:首先将分子筛、粘 结剂及基体材料在搅拌釜内混合均匀然后通过喷雾造粒装置进行造粒,获得固体微球,固体微球经过焙烧后,最终获得流化床催化剂。