RU2417945C1 - Method of producing chlorine via catalytic oxidation of hydrogen chloride with molecular oxygen - Google Patents
Method of producing chlorine via catalytic oxidation of hydrogen chloride with molecular oxygen Download PDFInfo
- Publication number
- RU2417945C1 RU2417945C1 RU2009141732/05A RU2009141732A RU2417945C1 RU 2417945 C1 RU2417945 C1 RU 2417945C1 RU 2009141732/05 A RU2009141732/05 A RU 2009141732/05A RU 2009141732 A RU2009141732 A RU 2009141732A RU 2417945 C1 RU2417945 C1 RU 2417945C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- hydrogen chloride
- potassium
- oxidation
- silica gel
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 69
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 56
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 9
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- -1 organochloride compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 abstract description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 abstract 2
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical class [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 25
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Substances [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- KAQHZJVQFBJKCK-UHFFFAOYSA-L potassium pyrosulfate Chemical class [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OS([O-])(=O)=O KAQHZJVQFBJKCK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007138 Deacon process reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012072 active phase Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к области технологии получения хлорорганических соединений и производства галогенов. В этих областях, как и в других технологиях, возникает задача регенерации молекулярного хлора окислением хлористого водорода, отхода различных производств. Применение электролиза для этих целей дорого и непроизводительно.The claimed invention relates to the field of technology for the production of organochlorine compounds and the production of halogens. In these areas, as in other technologies, the problem arises of the regeneration of molecular chlorine by the oxidation of hydrogen chloride, the waste of various industries. The use of electrolysis for these purposes is expensive and unproductive.
Известен способ получения хлора окислением хлористого водорода молекулярным кислородом в присутствии катализаторов на основе хлорида меди при 400-450°C (процесс Дикона [US 85370, 1868]). Его недостатки заключаются в низкой активности катализатора и высокой температуре проведения процесса, при которой равновесие процесса окисления сдвинуто в сторону исходных реагентов. Это приводит к образованию сложной смеси целевого продукта, хлора, с исходными реагентами - хлористым водородом и кислородом. Выделение хлора из этой смеси технологически сложно.A known method of producing chlorine by oxidation of hydrogen chloride with molecular oxygen in the presence of catalysts based on copper chloride at 400-450 ° C (Deacon process [US 85370, 1868]). Its disadvantages are the low activity of the catalyst and the high temperature of the process, at which the equilibrium of the oxidation process is shifted towards the starting reagents. This leads to the formation of a complex mixture of the target product, chlorine, with the starting reagents hydrogen chloride and oxygen. The allocation of chlorine from this mixture is technologically difficult.
Известен способ получения хлора окислением хлористого водорода молекулярным кислородом в присутствии катализатора на основе оксида рутения при 200-380°C [US 6713035]. В соответствии с известным способом смесь хлористого водорода и кислорода пропускают через слой катализатора на основе оксида рутения. Способ характеризуется высокой производительностью, но основной недостаток известного способа заключается в высокой стоимости каталитически активного компонента, диоксида рутения.A known method of producing chlorine by oxidation of hydrogen chloride by molecular oxygen in the presence of a catalyst based on ruthenium oxide at 200-380 ° C [US 6713035]. According to a known method, a mixture of hydrogen chloride and oxygen is passed through a ruthenium oxide catalyst bed. The method is characterized by high performance, but the main disadvantage of this method is the high cost of the catalytically active component, ruthenium dioxide.
Известен способ получения хлора окислением хлористого водорода молекулярным кислородом в присутствии катализаторов на основе оксида хрома при 350-450°C [US 4774070, 1988]. В соответствии с известным способом смесь хлористого водорода и кислорода пропускают через слой оксидно-хромового катализатора. Способ характеризуется высокой производительностью, до 660 г хлора на 1 кг катализатора в час, но при 350°C скорость процесса падает до 220 г хлора на 1 кг катализатора в час. В результате основной недостаток известного способа заключается в низкой скорости процесса при температурах 350°C и ниже. Другой недостаток состоит в сложности выделения целевого продукта из получаемой при высоких температурах смеси его с реагентами.A known method of producing chlorine by oxidation of hydrogen chloride with molecular oxygen in the presence of chromium oxide catalysts at 350-450 ° C [US 4774070, 1988]. According to a known method, a mixture of hydrogen chloride and oxygen is passed through a layer of chromium oxide catalyst. The method is characterized by high productivity, up to 660 g of chlorine per 1 kg of catalyst per hour, but at 350 ° C the process speed drops to 220 g of chlorine per 1 kg of catalyst per hour. As a result, the main disadvantage of the known method is the low speed of the process at temperatures of 350 ° C and below. Another disadvantage is the difficulty of isolating the target product from a mixture of it with reagents obtained at high temperatures.
Наиболее близким по существу к заявляемому изобретению является способ получения хлора окислением хлористого водорода молекулярным кислородом в присутствии катализатора на основе ванадиевого ангидрида, пиросульфатов и сульфатов натрия и калия при 275-525°C [US 4269817, 1981]. В соответствии с известным способом хлористый водород и кислород поочередно или их смесь пропускают через расплав катализатора, состоящего из 2-25 мас.% ванадиевого ангидрида и пиросульфатов и сульфатов натрия и калия. Способ характеризуется низкой производительностью до 10-20 г хлора на 1 кг катализатора в час при 275-525°C.The closest in essence to the claimed invention is a method for producing chlorine by oxidation of hydrogen chloride with molecular oxygen in the presence of a catalyst based on vanadium anhydride, sodium and potassium pyrosulphates and sulfates at 275-525 ° C [US 4269817, 1981]. In accordance with the known method, hydrogen chloride and oxygen are alternately or a mixture thereof is passed through a molten catalyst consisting of 2-25 wt.% Vanadium anhydride and pyrosulphates and sodium and potassium sulfates. The method is characterized by low productivity up to 10-20 g of chlorine per 1 kg of catalyst per hour at 275-525 ° C.
Известный способ имеет следующие недостатки:The known method has the following disadvantages:
- низкая производительность процесса, 10-20 г хлора на 1 кг катализатора в час;- low productivity of the process, 10-20 g of chlorine per 1 kg of catalyst per hour;
- высокая, более 375°C, рабочая температура процесса, при которой достигаются заявленные скорости.- high, more than 375 ° C, the operating temperature of the process at which the declared speeds are achieved.
Отмеченные недостатки известного способа обусловлены его существенными признаками - использованием расплава ванадиевого ангидрида и пиросульфатов натрия и калия в качестве катализатора.The noted disadvantages of the known method are due to its essential features - the use of molten vanadium anhydride and sodium and potassium pyrosulfates as a catalyst.
Цель заявляемого изобретения - повышение скорости и снижение температуры процесса эффективного окисления хлористого водорода.The purpose of the invention is to increase the speed and lower the temperature of the process of effective oxidation of hydrogen chloride.
Поставленная цель достигается тем, что, в способе получения молекулярного хлора каталитическим окислением хлористого водорода кислородом в присутствии ванадиевых катализаторов при 275-450°C, согласно заявляемому изобретению, в качестве компонентов катализатора используют ванадаты аммония, калия или натрия (2-20 мас.% от общей массы катализатора), хлорид лития (1-20 мас.% от общей массы катализатора) и сульфат калия (2-35 мас.% от общей массы катализатора), нанесенные на силикагель (остальное, до 100 мас.%) с удельной поверхностью от 80 до 800 м /г, объемом пор от 0,3 до 4,5 мл/г и размером частиц от 0,1 до 10 мм.This goal is achieved by the fact that, in the method of producing molecular chlorine by catalytic oxidation of hydrogen chloride with oxygen in the presence of vanadium catalysts at 275-450 ° C, according to the claimed invention, ammonium, potassium or sodium vanadates are used as catalyst components (2-20 wt.% of the total mass of the catalyst), lithium chloride (1-20 wt.% of the total mass of the catalyst) and potassium sulfate (2-35 wt.% of the total mass of the catalyst) deposited on silica gel (the rest, up to 100 wt.%) with specific surface from 80 to 800 m / g, volume p op from 0.3 to 4.5 ml / g and a particle size of from 0.1 to 10 mm.
Нанесение растворимых форм ванадия на поверхность силикагеля дает высокоактивные формы катализатора с развитой поверхностью, и это делает заявляемый способ в 10 и более раз более производительным по сравнению с прототипом.The application of soluble forms of vanadium on the surface of silica gel gives highly active forms of the catalyst with a developed surface, and this makes the inventive method 10 or more times more productive compared to the prototype.
Кроме того, катализатор, содержащий добавки хлорида лития и используемый в соответствии с предлагаемым способом, сохраняет более высокую по сравнению с лучшими результатами прототипа активность при сравнительно низких температурах, 275-370°C. Высокая активность катализатора с добавками хлорида лития обусловлена двумя причинами: снижением температуры плавления каталитически активных фаз и повышением концентрации хлорид-ионов в них. Оба названных эффекта приводят к повышению скорости окисления хлористого водорода в соответствии с заявляемым способом.In addition, the catalyst containing lithium chloride additives and used in accordance with the proposed method retains higher activity compared to the best results of the prototype at relatively low temperatures, 275-370 ° C. The high activity of the catalyst with lithium chloride additives is due to two reasons: a decrease in the melting temperature of catalytically active phases and an increase in the concentration of chloride ions in them. Both of these effects lead to an increase in the rate of oxidation of hydrogen chloride in accordance with the claimed method.
Общие признаки заявляемого способа и прототипа - окисление хлористого водорода молекулярным кислородом в присутствии ванадиевых катализаторов при 275°C-450°C.Common signs of the proposed method and prototype is the oxidation of hydrogen chloride by molecular oxygen in the presence of vanadium catalysts at 275 ° C-450 ° C.
Отличительным признаком заявляемого изобретения является использование хлорида лития, сульфата калия и ванадатов аммония, калия или натрия, нанесенных на силикагель, в качестве компонентов катализатора для проведения процесса окисления хлористого водорода.A distinctive feature of the claimed invention is the use of lithium chloride, potassium sulfate and ammonium, potassium or sodium vanadates, deposited on silica gel, as catalyst components for carrying out the process of oxidation of hydrogen chloride.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении скорости окисления хлористого водорода от 20 до 80 раз, сохранении высокой скорости окисления при понижении температуры процесса до 275°C.The technical result of the claimed invention is to increase the oxidation rate of hydrogen chloride from 20 to 80 times, maintaining a high oxidation rate while lowering the process temperature to 275 ° C.
Названные отличительные признаки обусловливают достижение технических результатов заявляемого изобретения: повышение скорости окисления хлористого водорода от 20 до 80 раз, сохранение высокой скорости окисления при понижении температуры процесса до 275°C.These distinguishing features determine the achievement of the technical results of the claimed invention: increasing the oxidation rate of hydrogen chloride from 20 to 80 times, maintaining a high oxidation rate while lowering the process temperature to 275 ° C.
Технический результат заявляемого изобретения наблюдается при использовании в качестве катализатора ванадатов аммония, калия или натрия, хлорида лития и сульфата калия, нанесенных на силикагель (удельная поверхностью от 80 до 800 м2/г, объем пор от 0,3 до 4,5 мл/г, размеры гранул от 0,1 до 10 мм) в количествах NH4VO3, или KVO3, или NaVO3 2-20 мас.%, LiCl 1-20 мас.%, K2SO4 2-25 мас.%, SiO2 - остальное (95-35 мас.%). При содержаниях ванадия в катализаторе, меньших названного количества, его активность падает практически до нуля вследствие низкой концентрации активного компонента. При содержаниях ванадия в катализаторе, больших названного количества, его активность падает ниже показателей прототипа вследствие низкой активности чистых NH4VO3 или KVO3 в разрабатываемом процессе. Если содержание хлорида лития выходит за пределы указанных диапазонов, то активность катализатора также резко снижается. Если содержание сульфата калия выходит за пределы указанных диапазонов, то активность катализатора падает ниже показателей прототипа. Снижение удельной поверхности и объема пор силикагеля ниже указанных величин, а также увеличение размера гранул катализатора более 10 мм приводят к падению скорости процесса. Сокращение размера гранул менее 0,1 мм и увеличение объема пор более 4,5 мл/г приводит к росту гидродинамического сопротивления слоя катализатора и не позволяет обеспечить высокие скорости процесса.The technical result of the claimed invention is observed when ammonia, potassium or sodium, lithium chloride and potassium sulfate are applied as catalysts on silica gel (specific surface area from 80 to 800 m 2 / g, pore volume from 0.3 to 4.5 ml / g, granule sizes from 0.1 to 10 mm) in amounts of NH 4 VO 3 , or KVO 3 , or NaVO 3 2-20 wt.%, LiCl 1-20 wt.%, K 2 SO 4 2-25 wt. %, SiO 2 - the rest (95-35 wt.%). When the vanadium content in the catalyst is less than the specified amount, its activity drops to almost zero due to the low concentration of the active component. When the vanadium content in the catalyst is greater than the named amount, its activity falls below the prototype due to the low activity of pure NH 4 VO 3 or KVO 3 in the process under development. If the content of lithium chloride is outside the specified ranges, the activity of the catalyst also decreases sharply. If the content of potassium sulfate falls outside the specified ranges, the activity of the catalyst falls below the performance of the prototype. A decrease in the specific surface and pore volume of silica gel below the indicated values, as well as an increase in the size of the granules of the catalyst over 10 mm, lead to a decrease in the process speed. A reduction in the granule size of less than 0.1 mm and an increase in pore volume of more than 4.5 ml / g leads to an increase in the hydrodynamic resistance of the catalyst layer and does not allow for high process speeds.
Способ подтверждается конкретными примерами.The method is confirmed by specific examples.
Пример 1. Для приготовления катализатора было взято 0,20 г NH4VO3 (х.ч.), 0,10 г LiCl (ч.д.а.), 0,20 г K2SO4 (ч.д.а.), 9,50 г SiO2 (х.ч., удельная поверхность 80 м2/г, объем пор 0,30 мл/г, фракция с размером частиц от 0,3 до 0,6 мм). Соотношение компонентов смеси NH4VO3:LiCl:K2SO4:SiO2=2 мас.%: 1 мас.%: 2 мас.%: 95 мас.%, соответственно. Растворами NH4VO3, LiCl и K2SO4 пропитывали гранулы силикагеля. Затем гранулы сушили и прокаливали в стеклянной пробирке при 370°C в течение трех часов. 1 г полученного катализатора-1 загружали в U-образный реактор с внутренним диаметром 7 мм.Example 1. For the preparation of the catalyst was taken 0.20 g of NH 4 VO 3 (reagent grade), 0.10 g of LiCl (analytical grade), 0.20 g of K 2 SO 4 (analytical grade) A.), 9.50 g of SiO 2 (chemically pure, specific surface area of 80 m 2 / g, pore volume 0.30 ml / g, fraction with a particle size of 0.3 to 0.6 mm). The ratio of the components of the mixture NH 4 VO 3 : LiCl: K 2 SO 4 : SiO 2 = 2 wt.%: 1 wt.%: 2 wt.%: 95 wt.%, Respectively. Silica gel granules were impregnated with solutions of NH 4 VO 3 , LiCl and K 2 SO 4 . Then the granules were dried and calcined in a glass tube at 370 ° C for three hours. 1 g of the obtained catalyst-1 was loaded into a U-shaped reactor with an inner diameter of 7 mm
Для приготовления реакционной газовой смеси 200 мл HCl (концентрация 34%, ρ=1,17 г/см3) помещали в стеклянную пробирку с газоотводом, где создавался небольшой вакуум. Через слой HCl при T=50°C барботировался атмосферный воздух. Газовая смесь содержала 33 об.% HCl, 3,3 об.% H2O и 63,7 об.% воздуха.To prepare the reaction gas mixture, 200 ml of HCl (concentration 34%, ρ = 1.17 g / cm 3 ) was placed in a glass tube with a gas outlet, where a small vacuum was created. Atmospheric air was bubbled through the HCl layer at T = 50 ° C. The gas mixture contained 33 vol.% HCl, 3.3 vol.% H 2 O and 63.7 vol.% Air.
Полученную газовую смесь пропускали через слой катализатора, загруженный в U-образный реактор, при 360°C в течение 1 часа. На катализаторе протекал процесс окисления хлороводорода до молекулярного хлора. Выделяющаяся после реакции газовая смесь поступала в поглотительную склянку, наполненную 1 М раствором KI, где происходило поглощение Cl2. Раствор иодида калия постепенно приобретал коричневую окраску за счет выделяющегося I2. Количество образующегося I2 определяли прямым титрованием тиосульфатом натрия в присутствии коллоидного раствора крахмала в качестве индикатора.The resulting gas mixture was passed through a catalyst bed loaded into a U-shaped reactor at 360 ° C. for 1 hour. The catalyst was oxidized with hydrogen chloride to molecular chlorine. The gas mixture released after the reaction entered the absorption flask filled with a 1 M KI solution, where Cl 2 was absorbed. The potassium iodide solution gradually turned brown due to the liberated I 2 . The amount of I 2 formed was determined by direct titration with sodium thiosulfate in the presence of a colloidal starch solution as an indicator.
Производительность процесса при T=360°C составила 280 г Cl2 на 1 кг катализатора в час.The performance of the process at T = 360 ° C was 280 g of Cl 2 per 1 kg of catalyst per hour.
Пример 2. Для приготовления катализатора процесса было взято 2,00 г KVO3 (х.ч.), 2,00 г LiCl (ч.д.а.), 2,50 г K2SO4 (ч.д.а.), 3,50 г SiO2 (х.ч., удельная поверхность 400 м2/г, объем пор 1,2 мл/г, фракция с размером частиц от 0,4 до 0,6 мм). Соотношение компонентов смеси KVO3:LiCl:K2SO4:SiO2=20 мас.%: 20 мас.%: 25 мас.%: 35 мас.%, соответственно. Эксперимент проводили так же, как описано в примере 1.Example 2. To prepare the process catalyst, 2.00 g of KVO 3 (ch.h.), 2.00 g of LiCl (ch.a.), 2.50 g of K 2 SO 4 (ch.a. .), 3.50 g of SiO 2 (chemically pure, specific surface area of 400 m 2 / g, pore volume 1.2 ml / g, fraction with a particle size of 0.4 to 0.6 mm). The ratio of the components of the mixture KVO 3 : LiCl: K 2 SO 4 : SiO 2 = 20 wt.%: 20 wt.%: 25 wt.%: 35 wt.%, Respectively. The experiment was carried out as described in example 1.
Полученную газовую смесь пропускали через слой катализатора, загруженный в U-образный реактор, при 360°C. Продолжительность процесса составляла 1 час.The resulting gas mixture was passed through a catalyst bed loaded into a U-shaped reactor at 360 ° C. The duration of the process was 1 hour.
Производительность процесса при T=360°C составила 560 г Cl2 на 1 кг катализатора в час.The productivity of the process at T = 360 ° C was 560 g of Cl 2 per 1 kg of catalyst per hour.
Пример 3. Для приготовления катализатора было взято 0,80 г KVO3 (х.ч.), 1,20 г LiCl (ч.д.а.), 2,50 г K2SO4 (ч.д.а.), 5,50 г SiO2 (х.ч., удельная поверхность 800 м2/г, объем пор 4,5 мл/г, фракция с размером частиц от 0,4 до 0,6 мм. Соотношение компонентов смеси KVO3:LiCl:K2SO4:SiO2=8 мас.%: 12 мас.%: 25 мас.%: 55 мас.%, соответственно. Эксперимент проводили так же, как описано в примере 1.Example 3. For the preparation of the catalyst was taken 0.80 g of KVO 3 (reagent grade), 1.20 g of LiCl (analytical grade), 2.50 g of K 2 SO 4 (analytical grade). ), 5.50 g of SiO 2 (chemically pure, specific surface of 800 m 2 / g, pore volume of 4.5 ml / g, fraction with a particle size of 0.4 to 0.6 mm. The ratio of the components of the mixture KVO 3 : LiCl: K 2 SO 4 : SiO 2 = 8 wt.%: 12 wt.%: 25 wt.%: 55 wt.%, Respectively, The experiment was carried out as described in example 1.
Полученную газовую смесь пропускали через слой катализатора, загруженный в U-образный реактор, при 450°C. Продолжительность процесса составляла 1 час.The resulting gas mixture was passed through a catalyst bed loaded into a U-shaped reactor at 450 ° C. The duration of the process was 1 hour.
Производительность процесса при Т=450°C составила 1190 г Cl2 на 1 кг катализатора в час.The productivity of the process at T = 450 ° C was 1190 g of Cl 2 per 1 kg of catalyst per hour.
Пример 4. Для приготовления катализатора было взято 0,80 г NH4VO3 (х.ч.), 1,00 г LiCl (ч.д.а.), 2,50 г K2SO4 (ч.д.а.), 5,70 г SiO2 (х.ч., удельная поверхность 400 м2/г, объем пор 1,2 мл/г, фракция с размером частиц от 0,4 до 0,6 мм). Соотношение компонентов смеси NH4VO3:LiCl:K2SO4:SiO2=8 мас.%: 10 мас.%: 25 мас.%: 57 мас.%, соответственно. Эксперимент проводили так же, как описано в примере 1.Example 4. For the preparation of the catalyst was taken 0.80 g of NH 4 VO 3 (reagent grade), 1.00 g of LiCl (analytical grade), 2.50 g of K 2 SO 4 (analytical grade) A.), 5.70 g of SiO 2 (chemically pure, specific surface area of 400 m 2 / g, pore volume 1.2 ml / g, fraction with a particle size of 0.4 to 0.6 mm). The ratio of the components of the mixture NH 4 VO 3 : LiCl: K 2 SO 4 : SiO 2 = 8 wt.%: 10 wt.%: 25 wt.%: 57 wt.%, Respectively. The experiment was carried out as described in example 1.
Полученную газовую смесь пропускали через слой катализатора, загруженный в U-образный реактор, при 275°C. Продолжительность процесса составляла 1 час.The resulting gas mixture was passed through a catalyst bed loaded into a U-shaped reactor at 275 ° C. The duration of the process was 1 hour.
Производительность процесса при T=275°C составила 110 г Cl2 на 1 кг катализатора в час.The productivity of the process at T = 275 ° C was 110 g of Cl 2 per 1 kg of catalyst per hour.
Пример 5. Для приготовления катализатора было взято 0,80 г NaVO3 (х.ч.), 1,00 г LiCl (ч.д.а.), 2,50 г K2SO4 (ч.д.а.), 5,70 г SiO2 (х.ч., удельная поверхность 400 м2/г, объем пор 1,2 мл/г, фракция с размером частиц от 0,4 до 0,6 мм). Соотношение компонентов смеси NaVO3:LiCl:K2SO4:SiO2=8 мас.%: 10 мас.%: 25 мас.%: 57 мас.%, соответственно. Эксперимент проводили так же, как описано в примере 1.Example 5. For the preparation of the catalyst was taken 0.80 g of NaVO 3 (reagent grade), 1.00 g of LiCl (analytical grade), 2.50 g of K 2 SO 4 (analytical grade). ), 5.70 g of SiO 2 (chemically pure, specific surface area of 400 m 2 / g, pore volume 1.2 ml / g, fraction with a particle size of 0.4 to 0.6 mm). The ratio of the components of the mixture of NaVO 3 : LiCl: K 2 SO 4 : SiO 2 = 8 wt.%: 10 wt.%: 25 wt.%: 57 wt.%, Respectively. The experiment was carried out as described in example 1.
Полученную газовую смесь пропускали через слой катализатора, загруженный в U-образный реактор, при 360°C. Продолжительность процесса составляла 1 час.The resulting gas mixture was passed through a catalyst bed loaded into a U-shaped reactor at 360 ° C. The duration of the process was 1 hour.
Производительность процесса при T=360°C составила 930 г Cl2 на 1 кг катализатора в час.The performance of the process at T = 360 ° C was 930 g of Cl 2 per 1 kg of catalyst per hour.
Пример 6. Для приготовления катализатора было взято 0,80 г KVO3 (х.ч.), 2,50 г LiCl (ч.д.а.), 1,00 г K2SO4 (ч.д.а.), 5,70 г SiO2 (х.ч., удельная поверхность 400 м2/г, объем пор 1,2 мл/г, фракция с размером частиц от 0,4 до 0,6 мм). Соотношение компонентов смеси KVO3:LiCl:K2SO4:SiO2=8 мас.%: 25 мас.%: 10 мас.%: 57 мас.%, соответственно. Растворами KVO3, LiCl и K2SO4 пропитывали гранулы силикагеля. Затем гранулы сушили и прокаливали в стеклянной пробирке при 370°С в течение трех часов. 1 г полученного катализатора загружали в U-образную трубку с внутренним диаметром 6 мм.Example 6. For the preparation of the catalyst was taken 0.80 g of KVO 3 (reagent grade), 2.50 g of LiCl (analytical grade), 1.00 g of K 2 SO 4 (analytical grade). ), 5.70 g of SiO 2 (chemically pure, specific surface area of 400 m 2 / g, pore volume 1.2 ml / g, fraction with a particle size of 0.4 to 0.6 mm). The ratio of the components of the mixture KVO 3 : LiCl: K 2 SO 4 : SiO 2 = 8 wt.%: 25 wt.%: 10 wt.%: 57 wt.%, Respectively. Silica gel granules were impregnated with KVO 3 , LiCl, and K 2 SO 4 solutions. Then the granules were dried and calcined in a glass tube at 370 ° C for three hours. 1 g of the obtained catalyst was loaded into a U-shaped tube with an inner diameter of 6 mm
Газовую смесь, как в примере 1, пропускали через слой катализатора, загруженный в U-образный реактор, при 360°С. Продолжительность процесса составляла 1 час. Анализ выделяющихся газов проводили так же, как описано в примере 1.The gas mixture, as in example 1, was passed through a catalyst bed loaded into a U-shaped reactor at 360 ° C. The duration of the process was 1 hour. Analysis of the evolved gases was carried out as described in example 1.
Производительность процесса при T=360°C составила 860 г Cl2 на 1 кг катализатора в час.The productivity of the process at T = 360 ° C was 860 g of Cl 2 per 1 kg of catalyst per hour.
Пример 7. Для приготовления катализатора было взято 0,80 г KVO3 (х.ч.), 1,0 г LiCl (ч.д.а.), 2,50 г K2SO4 (ч.д.а.), 5,70 г SiO2 (х.ч., удельная поверхность 400 м2/г, объем пор 1,2 мл/г, фракция с размером частиц от 0,1 до 0,2 мм). Соотношение компонентов смеси KVO3:LiCl:K2SO4:SiO2=8 мас.%: 10 мас.%: 25 мас.%: 57 мас.%, соответственно. Была отобрана фракция катализатора с размером частиц от 0,1 до 0,2 мм. Эксперимент проводили так же, как в примере 1.Example 7. For the preparation of the catalyst was taken 0.80 g of KVO 3 (reagent grade), 1.0 g of LiCl (analytical grade), 2.50 g of K 2 SO 4 (analytical grade). ), 5.70 g of SiO 2 (chemically pure, specific surface area of 400 m 2 / g, pore volume 1.2 ml / g, fraction with particle size from 0.1 to 0.2 mm). The ratio of the components of the mixture KVO 3 : LiCl: K 2 SO 4 : SiO 2 = 8 wt.%: 10 wt.%: 25 wt.%: 57 wt.%, Respectively. A catalyst fraction with a particle size of 0.1 to 0.2 mm was selected. The experiment was carried out as in example 1.
Полученную газовую смесь пропускали через слой катализатора, загруженный в U-образный реактор, при 360°C. Продолжительность процесса составляла 1 час.The resulting gas mixture was passed through a catalyst bed loaded into a U-shaped reactor at 360 ° C. The duration of the process was 1 hour.
Производительность процесса с катализатором фракции от 0,1 до 0,2 мм при T=360°C составила 620 г Cl2 на 1 кг катализатора в час.The productivity of the process with a catalyst fraction from 0.1 to 0.2 mm at T = 360 ° C was 620 g of Cl 2 per 1 kg of catalyst per hour.
Пример 8. Для приготовления катализатора было взято 0,80 г KVO3 (х.ч.), 1,00 г LiCl (ч.д.а.), 3,50 г K2SO4 (ч.д.а.), 4,70 г SiO2 (х.ч., удельная поверхность 400 м2/г, объем пор 1,2 мл/г, фракция с размером частиц от 6 до 10 мм). Соотношение компонентов смеси KVO3:LiCl:K2SO4:SiO2=8 мас.%: 10 мас.%: 35 мас.%: 47 мас.%, соответственно. Была отобрана фракция катализатора с размером частиц от 6 до 10 мм. Эксперимент проводили в реакторе диаметром 30 мм. В реактор загружали 10 г катализатора, эксперимент проводили так же, как в примере 1.Example 8. For the preparation of the catalyst was taken 0.80 g of KVO 3 (reagent grade), 1.00 g of LiCl (analytical grade), 3.50 g of K 2 SO 4 (analytical grade). ), 4.70 g of SiO 2 (chemically pure, specific surface area of 400 m 2 / g, pore volume 1.2 ml / g, fraction with a particle size of 6 to 10 mm). The ratio of the components of the mixture KVO 3 : LiCl: K 2 SO 4 : SiO 2 = 8 wt.%: 10 wt.%: 35 wt.%: 47 wt.%, Respectively. A catalyst fraction with a particle size of 6 to 10 mm was selected. The experiment was carried out in a reactor with a diameter of 30 mm. 10 g of catalyst were charged into the reactor; the experiment was carried out in the same manner as in Example 1.
Полученную газовую смесь пропускали через слой катализатора, загруженный в U-образный реактор, при 360°C. Продолжительность процесса составляла 1 час.The resulting gas mixture was passed through a catalyst bed loaded into a U-shaped reactor at 360 ° C. The duration of the process was 1 hour.
Производительность процесса с катализатором фракции от 6 до 10 мм при T=360°C составила 180 г Cl2 на 1 кг катализатора в час.The productivity of the process with a catalyst fraction from 6 to 10 mm at T = 360 ° C was 180 g of Cl 2 per 1 kg of catalyst per hour.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009141732/05A RU2417945C1 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Method of producing chlorine via catalytic oxidation of hydrogen chloride with molecular oxygen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009141732/05A RU2417945C1 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Method of producing chlorine via catalytic oxidation of hydrogen chloride with molecular oxygen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2417945C1 true RU2417945C1 (en) | 2011-05-10 |
Family
ID=44732601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009141732/05A RU2417945C1 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Method of producing chlorine via catalytic oxidation of hydrogen chloride with molecular oxygen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2417945C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU331649A1 (en) * | 1970-09-22 | 1976-11-05 | Chlorine production method | |
| US4269817A (en) * | 1979-07-27 | 1981-05-26 | Battelle Memorial Institute | Production of chlorine from chloride salts |
| RU2216504C2 (en) * | 2001-12-06 | 2003-11-20 | Оао "Союзцветметавтоматика" | Method of oxidation of gaseous hydrogen chloride to chlorine |
-
2009
- 2009-11-11 RU RU2009141732/05A patent/RU2417945C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU331649A1 (en) * | 1970-09-22 | 1976-11-05 | Chlorine production method | |
| US4269817A (en) * | 1979-07-27 | 1981-05-26 | Battelle Memorial Institute | Production of chlorine from chloride salts |
| RU2216504C2 (en) * | 2001-12-06 | 2003-11-20 | Оао "Союзцветметавтоматика" | Method of oxidation of gaseous hydrogen chloride to chlorine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3338076B2 (en) | Catalyst composition for oxychlorination and method for oxychlorination of ethylene using such composition | |
| JP2001062297A (en) | Deep desulfurization catalyst, its production and desulfurization method using same | |
| CN102950000B (en) | Catalyst for preparing sulfur by selective oxidation of hydrogen sulfide and preparation method thereof | |
| CN104117274A (en) | Combined desulfuration dephosphorization method | |
| TW200904524A (en) | A reactor system and process for reacting a feed | |
| US20070207077A1 (en) | Novel catalyst useful for removal of hydrogen sulphide from gas and its conversion to sulphur, a process for preparing such catalyst and a method for removing of hydrogen sulphide using said catalyst | |
| KR20180012741A (en) | Method and apparatus for removing nitrogen oxides from air streams | |
| CN104624223B (en) | A kind of continuous dearsenic catalyst for industrial tail gas purification and preparation method thereof | |
| MXPA02010245A (en) | Ethylene oxide catalyst. | |
| CN103480355A (en) | Organic sulfur hydrolysis catalyst applicable to natural gas large-scale sulfur recovery device and preparation method thereof | |
| CN101269297A (en) | Catalytic oxidation purification method for hydrogen cyanide in industrial waste gas | |
| US20050123470A1 (en) | Novel catalyst useful for removal of hydrogen sulphide from gas stream and its conversion to sulphur, a process for preparing such catalyst and a method for removing of hydrogen sulphide using said catalyst | |
| TW200808440A (en) | Absorption composition and process for purifying streams of substances | |
| RU2417945C1 (en) | Method of producing chlorine via catalytic oxidation of hydrogen chloride with molecular oxygen | |
| RU2373139C1 (en) | Method of producing chlorine through oxidation of hydrogen chloride | |
| RU2409516C1 (en) | Method of producing chlorine via catalytic oxidation of hydrogen chloride | |
| JP2014512949A (en) | Method for producing a catalyst for oxidizing ethylene to ethylene oxide | |
| CN106563508B (en) | A kind of preparation method of iron-cerium-based porous catalyst for removing organic sulfur | |
| CN101591578B (en) | Process for extracting natural gas from coke-oven gas | |
| CN1383913A (en) | Double-function sulphur recovering catalyst and its prepn | |
| CN100413566C (en) | Direct oxidation desulfurization catalyst and preparation method thereof | |
| CN104475077B (en) | Preparation method of catalytic cracking flue gas desulfurization agent | |
| RU2440927C1 (en) | Vanadium catalyst for oxidising hydrogen chloride to chlorine with molecular oxygen | |
| CN104174394B (en) | Selectivity dechlorination preparation adjacent (to) catalyst of cyano group benzyl chloride and catalysis process | |
| KR910009570B1 (en) | Method of producing elemental sulfur |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111112 |