[发明专利]一种氯化氢氧化制氯气的催化剂及其应用

权利要求书

1.一种用于氯化氢氧化制氯气的催化剂，其特征在于将一种过渡金属元素与一种碱金属元素负载于稀土硫酸氧盐载体，或者稀土硫酸氧盐与其他辅助材料形成的复合载体上。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的稀土硫酸氧盐为Ln₂O₂SO₄，Ln为稀土元素，选自铈、镧、镨、钇元素中的一种或者两种。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的其他辅助材料选自氧化铝、二氧化硅、二氧化铈、二氧化锡、Y分子筛中的一种或几种，所述的复合载体中其他辅助材料的质量占所述的稀土硫酸氧盐质量的0.1~100%。

4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的过渡金属元素选自铬、镍、钌、铜或金元素。

5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的碱金属元素为钾元素。

6.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于以单质金属计，所述的过渡金属元素在载体上的负载量为载体质量的0.1~60%，优选5~50%；碱金属元素在载体上的负载量为载体质量的0.1~40%，优选5~30%。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的催化剂，其特征在于制备方法包括如下步骤：

(1) 按照磺酸根离子的摩尔数与总稀土金属元素的摩尔配比为(0.5~5):1，将烷基磺酸钠与一种或两种的稀土金属盐在去离子水中配制成溶液，其中去离子水的用量，按水的摩尔数与稀土金属元素的摩尔数之比为(50~500):1的配比称量；

(2) 将配好的含有稀土金属元素和磺酸根离子的溶液，在40~70 ℃下搅拌12~24 h，用氨水将溶液pH调至9~12，静置沉淀12~24 h，过滤，滤饼洗涤至滤液pH为6~8，滤饼在120~140 ℃烘干后，在500~750 ℃下焙烧3~10小时得到稀土硫酸氧盐载体；

或者，将配好的含有稀土金属元素和磺酸根离子的溶液，在40~70 ℃下搅拌12~24 h，用氨水将溶液pH调至9~12，静置沉淀12~24 h，过滤，滤饼洗涤至滤液pH为6~8，滤饼在120~140 ℃烘干后，在500~750 ℃下焙烧3~10 h得到稀土硫酸氧盐，将稀土硫酸氧盐与其他辅助材料混合得复合载体，其中所述的其他辅助材料选自氧化铝、二氧化硅、二氧化铈、二氧化锡、Y分子筛中的一种或几种，所述的其他辅助材料的质量占所述的稀土硫酸氧盐质量的0.1~100%； 

(3) 将过渡金属盐与碱金属盐配成金属离子总浓度为1~5 mol/L的溶液，将稀土硫酸氧盐载体或者稀土硫酸氧盐与辅助材料形成的复合载体在金属离子溶液中浸渍12~36 h后，于120~140 ℃下烘干，然后在500~750 ℃温度下焙烧2~5 h得到所述的催化剂。

8.根据权利要求7所述的催化剂，其特征在于步骤（1）中磺酸根离子的摩尔数与总稀土金属元素的摩尔数之比为 (1.5~4):1；去离子水的用量，按水的摩尔数与稀土金属元素的摩尔数之比为(100~450):1的配比称量。

9.权利要求1~6中任一项所述的催化剂在催化氯化氢氧化制氯气中的应用。

10.在权利要求1所述的催化剂上进行氯化氢氧化制氯气的生产方法，其特征在于氯化氢与氧气的体积配比为1:2~8:1，优选1:1~4:1；反应压力为1~10 atm绝压，优选5~8 atm绝压；反应温度为300~430 ℃，优选380~420 ℃，氯化氢的质量空速为0.22~2.38 mmol/(g.min)。