[发明专利]氯化氢催化氧化制氯气的催化剂制法及应用

说明书

本发明公开了一种氯化氢催化氧化制氯气的催化剂制法及应用，所述氯化氢催化氧化制氯气的催化剂，包括如下分：主活性组分：CuO‑La₂O₃‑CeO₂复合氧化物，助催化剂：NaCl；载体：Al₂O₃。本发明的催化剂采用溶胶‑凝胶法和浸渍法制备，具有晶粒细小、比表面高、抗高温性能好的优点。

技术领域

本发明涉及氯化氢催化氧化制氯气的催化剂制法及应用。

背景技术

氯气是重要的化工基础原料，但氯气在使用过程中会产生副产氯化氢，例如，在光气法生产MDI和TDI的过程中会有大量副产氯化氢产生，氯化氢价格便宜，需求量小，氯化氢催化氧化制氯气以氯化氢为原料，不但为副产氯化氢找到出路，而且实现了氯元素的循环回收利用。

氯化氢催化氧化制氯气是在催化剂作用下，氯化氢与氧气发生反应生成氯气，其化学反应方程式如下：

国内外对氯化氢催化氧化制氯气的催化剂进行了广泛的研究，催化剂的研究基本上是铜系、钌系、铬系等催化剂。

清华大学在专利CN101125297A中公开了一种氧氯化催化剂的制备及其应用，其包括铜、磷、碱金属、稀土金属的盐和/或氧化物和惰性载体，惰性载体为氧化铝、矾土、硅藻土、沸石和二氧化硅中的一种。

清华大学在专利CN101862674A中公开了一种氯化氢制氯气的整体式催化剂及其制备方法，该催化剂由FeCrAl合金或堇青石、负载在FeCrAl或堇青石上的载体以及负载在载体上的活性组分RuO₂(110)组成，载体为SBA-15、MCM-41、金红石型TiO₂、α-Al₂O₃或硅铝分子筛。

巴斯夫欧洲公司在专利CN102271809A中公开了一种可用于氯化氢氧化反应的催化剂，载体基本上由α-Al₂O₃组成，通过将载体用一种或多种包含钌、镍或其它助催化剂金属的盐溶液浸渍、并干燥和煅烧，得到催化剂，具有高机械稳定性。

住友化学工业株式会社在专利CN1245773A中提供了一种载持氧化钌催化剂的制备方法，采用含有金红石型晶系氧化钛的氧化钛作为载体，该催化剂具有活性高、使用量少的优点，但在反应中会造成局部热点等。

三井东压化学株式会社在专利CN1126637A中公开了一种通过含氧气体氧化氯化氢制备氯气的改进的催化剂的制备方法，通过将铜、钾和镧、或铬、铜、钾和镧加入含铬氧化物为主要组分的催化剂，然后煅烧该催化剂；美国专利US5707919提供了一种氧化铬催化剂的改进方法，主催化剂为氧化铬，并加入铜、碱金属以及稀土金属，通过浸渍法制备，然后焙烧得到负载型的铬催化剂；其具有寿命长的优点，但铬系催化剂毒性比较强，会造成环境污染等。

发明内容

本发明的目的是提供一种氯化氢催化氧化制氯气的催化剂制法及应用，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明的催化剂，包括主活性组分、助催化剂和载体，所述催化剂的组成如下：

主活性组分：CuO-La₂O₃-CeO₂复合氧化物

助催化剂：NaCl；

载体：Al₂O₃

其中，CuO、La₂O₃、CeO₂、NaCl和Al₂O₃的重量百分含量如下：

CuO：1～20％