第12卷第2期 2012年4月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
氯化氢催化氧化制氯气催化剂的失活与再生
杨成武，曹烁，左宜赞，韩明汉
(清华人学化工系，北京100084)
Vol.12 No.2 Apr.2012
滴要：对没渍法制备的Cu含量为8%的HC1催化氧化制CI催化剂的失活机理和再生方法进行了研究，在温度 400℃、压力0.12MPa、摩尔比HCI/O=1及HC1空速为0.8h-"的条件下，在石英管周定床反应器中对催化剂进行了 300h的寿命评价，结果表明，新鲜催化剂活性较好，HC1转化率在70%以上，而反应300h后HC1转化率降到约50% 带化剂活性下降的原因是CeO，晶粒聚并和活性组分流失，较低温度下氧化可使失活催化剂再生，再生后催化剂可使 HCI转化率恢复到70%以上
关键词：氯化氢：氧；催化氧化：再生：含Cu催化剂
中图分类号：TQ032.4
前言 1
文献标识码：A
文章编号：1009606X(2012)02-0349-04
本工作研究了Cu基氧氨化催化剂的失活原因，并
氯是一种重要的化工原料，我国氟年产量约2000 万t许多以氯为原料的工艺过程会副产HCI，其消化利用已成为制约氯碱、聚氨酯、农药、医药化工等众多行业发展的共性难题!"l，如果将副产HCI直接转化成Cl2 加以利用，实现氯资源循环利用，能有效解决副产HCI 问题，促进新兴产业健康发展和氯碱行业的优化升级，
由HCI制CI,主要有电解法/23]、直接氧化法(45)和催化氧化法6.7，但电解法投资大、能耗高；直接氧化法存在废液难处理、HC1转化不完全等问题，难令工业界满意.催化氧化法是在催化剂存在的条件下，以O2或空气氧化HCI生成Cl2的方法，反应方程式为
2HCl+1/20z→Cl+H,O,,H=57.7kJ/mol.
(1)
这是一个放热的可逆过程，具有能耗低、操作简单等优点，与电解法和直接氧化法相比，催化氧化法最具工业化价值.HCI催化氧化制Cl可采用Ru或Cu等为催化剂，目前世界上仅本住友公司建成了工业装置，采用贵金属Ru为催化剂，价格昂贵；另外，少量杂质即会导致Ru催化剂中毒，需对反应原料进行精制，才能使催化剂达到较高的活性和稳定性。该技术存在工艺流程长[例、生产成本和设备投资高等[不足，因此，并未获得广泛推广
与Ru相比，Cu价格便宜，原料无需精制.以Cu
的氟化物为主活性组分，添加氟金属和稀土金属作为助催化剂，浸渍在情性载体上获得的普通商用Cu基氧氧化催化剂具有很高的初始活性，但用于HCI催化氧化制 Cl,容易失活
采用一种操作简便、工艺流程短、再生条件温和且经济有效的催化剂再生方法[]，以延长催化剂的总使用寿命，为催化剂的改进及工业应用打下良好基础
2
实验
2.1材料与试剂
CuClz(北京化工厂)、KCI(北京化工厂)、CeCls(国药集团化学试剂有限公司)均为分析纯，SiO(国药集团化
学试剂有限公司)为化学纯 2.2实验装置与分析仪器
实验装置为自制固定床反应器(08mm)，如图1所示，出反应气体供给、反应器、控制系统和产物分析系统组成
React
deedewanH Fae
由
图1催化剂活性评价装置示意图
Fig-i Schematic diagram of experimental apparatus
for catalytic activity test
分析仪器：JSM7401F型扫描电子显微镜(SEM，日本JEOI.公司),D8-advance型多晶X射线衍射仪(XRD
收稿日期：20120116，修图日期：201203-19
基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)基金资助项目(编号：2009CB219901)：国象自燃科学重点基金资助项目(编号：20436050)
作者简介；杨成武(1984-)，男，山东省临沂市人，硕上研究生，化学工程与技术专业；韩明汉，通讯联系人，Tel:010-62781469,E-mail:hanmh@tsinghua.edu.cn.
万方数据