氯化氢的氧化方法技术

以特别有利的方式，在盐熔体存在下用氧将氯化氢氧化成氯。如果使用含有金属盐、降低熔点的盐和适当时促进剂的盐熔体，则使用３００～６００℃的温度，盐熔体分散在含氯化氢和氧的气体中接触０．０１～１００秒，冷却反应气，分出氯化氢和水，用硫酸除去已不含大部分水和一些氯化氢的反应气中的残留水，然后将主要含氯、氯化氢和氧的混合气压缩２～１０巴，冷却使氯液化，将剩余的基本上含氧的气体全部或部分地循环到反应区。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氯化氢的氧化方法本专利技术涉及一种改进的、从氯化氢制备氯的方法。在将氯用于制备有机化合物的工业应用中，形成了大量的氯化氢。例如，在制备用作塑料泡沫和油漆的原料的异氰酸酯时，就每吨异氰酸酯而言，形成了0.58～1.4吨的氯化氢。烃如苯和甲苯的氯化同样产生了大量的氯化氢。在制备氯苯时，就每吨氯苯而言，形成了0.32吨的氯化氢。已知有多种处理氯化氢的方法。例如，产生的氯化氢在被转化成盐酸水溶液后可电解被裂解成氯和氢。该方法的缺点是对电能要求高。电解每吨氯化氢要求大约1600KWh。另一个缺点是提供电能、转化和调整电流以及尤其是电解电池的高资本消耗。为此，已做过各种尝试用氧并在催化剂存在下对氯化氢进行化学氧化。该方法在无机化学手册中称为“Deacon方法”(参见例如Lehrbuch der anorganischen Chemie，〔Textbook of inorganicchemistry〕，Hollemann-Wiberg，40th-46th edition 1958，pp.81 and 455)。该Deacon方法的优点是不需要从外界向反应提供能量。然而，该方法的缺点是反应只可以进行到平衡位置。因此，进行Deacon方法后，总得对仍含有氯化氢和氧的混合物进行分馏。人们也已进行过各种尝试通过两步方法弥补该Deacon方法的主要缺点。例如文献中描述了各种催化体系的应用，例如Cu(I)盐(参见US-A4119705，2418931，2418930和2447323)或各种氧化钒(参见US-A-4107280)，它们能够吸收氧和氯化氢，并且在其它实验条件下如较高温度下除去氯而重新形成原催化剂。这种原理的优点是在氯化氢与含-->氧催化剂的反应中形成的反应水可在第一阶段被分离出，而在第二阶段形成高浓缩的氯。该种原理的缺点是催化体系在两个反应阶段之间必须被加热和冷却，并且，适当的话，必须从一个反应区转移到另一个反应区。结合所用催化剂释放氧的能力较低如1吨氧化钒熔体仅可释放大约10千克氧，这就意味着相当大的技术复杂性，这种技术复杂性就抵消了Deacon方法的大部分优点。目前已有的按一步反应供Deacon方法实施的各种方案都不是令人满意的。由Deacon在19世纪所提出的、用具有含铜催化剂使用空气作为氧化剂的固定床反应器的建议，仅提供了高稀释的、不纯的氯，它最多可用于制备氯漂白液(参见Chem.Eng.Progr.44，657(1948))。用所谓的“Oppauer-Process”发展了一种改进的技术(参见DE857633)。该技术使用例如在大约450℃温度下为熔体的氯化铁(III)和氯化钾的混合物作为反应介质和催化剂。所用的反应器是一座塔，内衬陶瓷材料，具有一个中央安装的内管，使得通入的原料气氯化氢和氧引起熔融盐的循环。然而，该方案的一个特殊的缺点是非常低的时空产率(每升熔体每小时大约15克的氯)。为此，与氯化氢的电解相比，Oppauer方法不是有利的。差的时空产率伴随着许多其他缺点，如长期大体积的熔融盐、大的设备体积伴随着大量的资本消耗和成本高昂的维持。此外，如此大体积熔体的热控制就温度维持、升温和工厂停工期间而言只能非常粗劣地进行，这一点由于大反应器的热惯性而进行被加强。为了避免这些缺点，已建议在较低的温度如400℃以下进行反应。然而，在这样的温度下，固体可能会从铜盐熔体中析出。因此，该盐熔体已被置于粒状惰性载体如二氧化硅或氧化铝上，并且反应在流化床中进行(参见GB-B908022)。一种新的建议推荐使用在惰性载-->体上的含铬催化剂，同样选择低于400℃的温度(参见EP-A184413)。在所有这些用来解决用流化床技术的Deacon方法的问题的建议中，最大的缺点是减活后催化剂的稳定性不能令人满意以及它们的高度复杂的处理问题。此外，流化床技术中不可避免的细粉给其从反应混合物中的除去造成了问题。此外，要求硬催化剂的流化反应区导致了磨耗增加，这与反应混合物引起的腐蚀结合产生了很大的技术问题，并削弱了工厂的可用性。用惰性载体上的熔融盐即在400℃以上的温度的方法的另一个缺点是，只有当使用较大过量的氧时，才可能达到令人满意的反应速率和因此带来的好的时空产率。然而，这就要求用溶剂如CCl4或S2Cl2进行反应混合物的后处理(参见DE-A1467142)。因此，本专利技术的目的是发现这样一种方法，它允许通过可能的最简单方法以高的时空产率用氧氧化氯化氢，它应用使用熔融盐体系作为催化剂的技术，与用于Deacon方法的流化床技术相比，该技术本身是有利的，并且避免了已有的各种改进方法如两步盐熔体方法或一步Oppauer方法的缺点。此外，与化学计量的条件相比可以使用较少过量的氧，在这个意义上讲它是有利的。已经发现一种在盐熔体存在下用氧氧化氯化氢的方法，其特征在于-使用一种盐熔体，它含有金属盐、降低(depressing)熔点的盐和 适当的话促进剂(promoter)，-使用300-600℃之间的温度，-以产生0.01-100秒接触时间的方法将所述盐熔体分散在含氯 化氢和氧的气体中，-冷却反应气，从反应混合物中分出氯化氢和水，-用硫酸除去已除去了大部分水分和一些氯化氢的反应气中残--> 留的水分，-然后将主要含有氯、氯化氢和氧的气体混合物压缩至2-10巴， 通过冷却来液化氯，并且适当的话进一步纯化后分离氯，以及-将剩余的、主要含氧的气体全部或部分地循环到反应区。一般地，可将任何来源的氯化氢例如任何含氯化氢的气体混合物送入本专利技术的方法中。优选的是如在氯化反应和光气化反应中产生的、含氯化氢的气体混合物。可将这样的含氯化氢的气体流以气态形式或作为吸收在水中的盐酸水溶液的形式送入本专利技术方法中。所述的含氯化氢的气体流根据其来源不同可能含有有机杂质如一氧化碳、硫化羰、光气和氯化的和非氯化的有机物如各种氯苯。通常将所用氯化氢中的有机杂质的含量保持尽可能地低是有利的，以最大限度地减少不希望的、经常是有毒的、氯化的有机物的形成。这可以通过本身已知的方法如用水吸收和/或吸收到吸附剂如活性炭上进行。所需的氧可以使用氧本身或以与优选地惰性气体的混合物形式使用。优选的是使用氧含量大于90％(体积)的气体。不带促进剂的盐熔体可以是例如金属盐和降低熔点的盐的混合物。金属盐可以是对用氧氧化氯化氢的反应无催化活性的盐或有催化活性的盐。可使用的金属盐是例如元素周期表的主族I-V和副族I-VIII的金属的盐。优选的是铝、镧、钛、锆、钒、铌、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、铜和锌的盐。特别优选的是钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜和锌的盐。更优选的是铜盐。降低熔点的盐可以是例如元素周期表的主族和副族I-III和主族IV-V的金属的盐，例如，锂、钠、钾、铷、铯、镁、钙、锶、钡、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、锑、铋、锌和银的盐。优选的是锂、钠、钾、铝和锌的盐。特别优选的是钾的盐。-->不带促进剂的盐熔体是例如下述类型的混合物：LiCl/KCl，ZnCl2/KCl，KCl/NaCl/LiCl，MgCl2/KCl，AlCl3/KCl，AlCl3/NaCl，V2O5/K2SO4/K2S2O7，CrCl3/NaCl/KCl，MnCl2/NaCl，MnCl2/KCl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在盐熔体存在下用氧氧化氯化氢的方法，其特征在于：－使用一种盐熔体，它含有金属盐、降低熔点的盐和适当的话促进剂，－使用３００－６００℃之间的温度，－以产生０．０１－１００秒接触时间的方法将所述盐熔体分散在含氯化氢和氧的气体中， －冷却反应气，从反应混合物中分出氯化氢和水，－用硫酸除去已除去了大部分水分和一些氯化氢的反应气中残留的水分，－然后将主要含有氯、氯化氢和氧的气体混合物压缩至２－１０巴，通过冷却来液化氯，并且适当的话进一步纯化后，分离氯，以及 －将剩余的、主要含氧的气体全部或部分地循环到反应区。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 1994-11-14 P4440642.81.一种在盐熔体存在下用氧氧化氯化氢的方法，其特征在于：-使用一种盐熔体，它含有金属盐、降低熔点的盐和适当的话促 进剂，-使用300-600℃之间的温度，-以产生0.01-100秒接触时间的方法将所述盐熔体分散在含氯 化氢和氧的气体中，-冷却反应气，从反应混合物中分出氯化氢和水，-用硫酸除去已除去了大部分水分和一些氯化氢的反应气中残留的水分，-然后将主要含有氯、氯化氢和氧的气体混合物压缩至2-10巴， 通过冷却来液化氯，并且适当的话进一步纯化后，分离氯，以 及-将剩余的、主要含氧的气体全部或部分地循环到反应区。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，分出氯后存在的含氧气体只部分地循环到反应区并从剩...

【专利技术属性】
技术研发人员：HU杜马斯多夫，F杰斯特曼，H哈勒，FR明茨，H沃曼，H尤达，Z克里发卢西，G韦赫斯，
申请(专利权)人：拜尔公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]