一种以活性白土为载体的氯化氢氧化制氯气催化剂
氯化氢是工业上一种常见的副产物，其利用价值低，直接排放对环境和人体健康造成严重危害。氯气则是制备含氯产品的重要原料，随着氯产品种类和数量的增加，对氯气的需求量也相应增加。将副产氯化氢氧化制成氯气是一条绿色环保的工艺路线，有着广阔的发展前景，同时也是实现氯碱行业可持续发展的关键所在。将氯化氢氧化成氯气属于催化反应过程，所用催化剂通常为负载型催化剂。载体主要用于支持活性组分，载体的结构、组成及物理化学性能与催化剂的反应性能密切相关。活性白土是用天然矿物粘土一膨润土矿加工而成，而我国膨润土的产量约占据世界产量的22%左右，由膨润土生产活性白土的原料充足，具有显著的自然资源利用的优势，且加工工艺简单，因而价格低廉。目前，我国活性白土在市场上供大于求，采用活性白土作为氯化氢氧化制氯的催化剂载体，可以提高其利用价值，拓宽其应用领域，并降低催化剂成本。
本发明的目的是提供一种以活性白土为载体，以过渡金属盐、稀土金属盐及碱金属盐为活性组分前驱体的氯化氢氧化催化剂。种氯化氢氧化制氯气的催化剂，该催化剂将分别以过渡金属盐、稀土金属盐与碱金属盐为前驱体的过渡金属元素、稀土金属元素及碱金属元素活性组分负载于活性白土上所得。本发明所述的活性组分前驱体包括过渡金属盐、稀土金属盐及碱金属盐；所述的过渡金属盐包括铬、钌、铜的盐类，如硝酸铬、乙酸铬、三氯化钌、氯化铜、硝酸铜、乙酸铜，优选钌或铜的盐类；所述的稀土金属盐包括镧、铈、钇的盐类，如硝酸镧、硝酸铈、硝酸钇；所述的碱金属盐包括硝酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾。过渡金属元素的负载量以单质金属计，为活性白土质量的1~10%，优选4~8% ;稀土金属元素的负载量为活性白土质量的1~20%，优选5-15% ;碱金属元素的负载量为活性白土质量的0.5~10%，优选3~5%。活性组分的负载方法采用浸渍法和喷雾干燥法。当氯化氢氧化反应在固定床中进行时，活性组分的负载方法采用浸渍法。催化剂的制备步骤如下:①将过渡金属盐、稀土金属盐及碱金属盐溶于去离子水配成溶液；②将活性白土在上述溶液中浸渍12~24 h后，于100~130°C下烘干；③将烘干的物料挤条成型，得到0.5-5 mm直径的颗粒将上述颗粒状物料在400~750 °C下焙烧2~5 h后得到催化剂。当氯化氢氧化反应在流化床中进行时，活性组分的负载方法采用喷雾干燥法。催化剂的制备步骤如下:①将过渡金属盐、稀土金属盐及碱金属盐溶于去离子水配成溶液；②将活性白土加入上述溶液制成悬浮液，使悬浮液中的固含量达到20~40%，在室温下连续搅拌l~24h ;③将上述的物料喷雾干燥，得到平均粒径为50~90 μ m颗粒将上述颗粒状物料在400~750 °C下焙烧2~5 h后得到催化剂。
本发明以活性白土为载体，将过渡金属元素、稀土金属元素和碱金属元素负载于活性白土上得到氯化氢氧化催化剂，该催化剂可以在高空速、低氧浓度以及较低反应温度条件下具有高催化活性。不仅具有生产原料易得，制备成本低廉的优势，而且还拓展了活性白土的应用范围。在此催化剂作用下将氯化氢氧化制成氯气，即实现氯资源的循环利用，也解决了因处理副产氯化氢而造成的环境污染问题。