气体反应的反应器体系，至少包括 针对氯化氢和氧或者针对氯化氢和氧的混合物的管路和至少两个串联连接的热隔离的催 化剂床。
【附图说明】
[0068] 图1示出了根据本发明的方法，其中具有顺序分布在三个分开的反应器之间的三 个串联的催化剂床。
[0069] 图2示出了根据本发明的方法，其中具有在集成反应器中的三个串联催化剂床。
[0070] 图3示出了根据本发明的方法，其根据大体上对应于图1所示的构造。区别在于， 在串联的第二和第三反应器的上游，将新鲜的进料气体引入来自前一反应器的经冷却的产 物气体。
[0071] 图4示出了根据本发明的方法，其根据大体上对应于图3所示的构造。区别在于从 产物气体物流中分离出来的氯化氢和氧被返回并与进料气体物流在第一反应器之前混合。
【具体实施方式】
[0072] 本发明方法的优选的工作实施例示于图1至4中，但不由此将本发明限制于此。
[0073] 实施例
[0074] 实施例1
[0075] 图1示出了根据本发明的方法，其中具有顺序分布在三个分开的反应器之间的三 个串联的催化剂床。进料气体在第一反应器的上游混合并供给到该反应器。在每个反应器 后，离开的产物气体使用常规构造类型的管束式热交换器冷却。在离开第三热交换器之后， 从产物气体中分离氯和水。
[0076] 实施例2
[0077] 图2示出了根据本发明的方法，其中具有在集成反应器中的三个串联催化剂床。 进料气体在反应器的上游混合并供给到该反应器。在每一催化剂床之后，使用也被整合到 该反应器的压力容器中的热交换器冷却离开的产物气体。在离开反应器之后，从产物气体 中分离氯和水。
[0078] 实施例3
[0079] 图3示出了根据本发明的方法，其根据大体上对应于图1所示的构造。区别在于， 在串联的第二和第三反应器的上游，将新鲜的进料气体引入来自前一反应器的经冷却的产 物气体。
[0080] 实施例4
[0081] 图4示出了根据本发明的方法，其根据大体上对应于图3所示的构造。区别在于从 产物气体物流中分离出来的氯化氢和氧被返回并与进料气体物流在第一反应器之前混合。
[0082] 实施例5
[0083] 工作实施例
[0084] 在试验设备中，通过用氧催化气相氧化氯化氢生产氯。使用在作为载体材料的二 氧化锡之上的经煅烧的氯化钌作为催化剂。试验设备由六个串联连接的反应器组成，其中 每个都具有热隔离的催化剂床。热交换器位于各反应器之间，也就是说总共五个，这些热交 换器将来自各相应的上游反应器的气体物流冷却至各个下游反应器所需的入口温度。使用 电预热器将氧（29千克/小时）以及氮（25千克/小时）和二氧化碳（13. 5千克/小时） 加热至大约305°C并引入第一反应器。将氯化氢（47. 1千克/小时）加热至大约150°C， 然后分成总共6个分物流。这些氯化氢分物流的每一个被供给至各个反应器，在第一反应 器中，氯化氢分物流在电预热器和反应器入口之间被添加到由氧、氮和二氧化碳组成的气 体物流中。其它氯化氢分物流的每一个被添加至五个热交换器之一上游的气体物流中。表 1示出了进入和离开所有六个反应器的气体混合物的温度以及供给到各个反应器的氯化氢 的数量。氯化氢的总转化率为82. 4%。
[0085] 表 1 :
[0086]
[0087] 附图标记含义
[0088] 1 氯化氢（进料物）
[0089] 2 氧（进料物）
[0090] 3 混合进料物气体物流
[0091] 4,5,6 反应器的产物气体
[0092] 7,8,9 通过换热器冷却的产物气体
[0093] 10 氯化氢（来自产物气体）
[0094] 11 氧（来自产物气体）
[0095] 12 氯
[0096] 13 水
[0097] 14,16,18 冷却介质输入
[0098] 15,17,19 冷却介质排出
[0099] 20, 21 新鲜进料物输入（氯化氢和/或氧）
[0100] 22 将从产物气体中分离的氯化氢和/或氧返回
[0101] I，II，III 反应器床
[0102] IV,V,VI 热交换器
[0103] VII 根据现有技术的用于产物物流的材料分离。
【主权项】
1. 一种包括使氯化氢和氧在3至8个互相串联连接的催化剂床上进行反应的方法， 其中氯化氢和氧在3至8个互相串联连接的催化剂床上的反应是在绝热条件下进行 的， 其中3至8个互相串联连接的催化剂床彼此绝热地分开， 其中催化剂床中没有配备用于排热的装置， 其中至少一个热交换器位于各个催化剂床的下游， 其中将氯化氢计量加入位于第一催化剂床下游的一个或多个催化剂床上游的工艺气 体物流中， 其中进入第一催化剂床的气体混合物的入口温度为150至400°C。2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，催化剂床中催化剂的温度为150 °C至800 °C。3. 根据权利要求1的方法，其特征在于，催化剂床中催化剂的温度，在反应期间，为 150°C至 800°C。4. 根据权利要求1的方法，其特征在于，催化剂床中催化剂的温度为200至450 °C。5. 根据权利要求1的方法，其特征在于，催化剂床中催化剂的温度，在反应期间，为200 至 450°C。6. 根据权利要求1的方法，其特征在于，至少一个热交换器位于各个催化剂床的下 游，其中离开的工艺气体混合物流过所述热交换器。7. 根据权利要求1的方法，其特征在于，单独的热交换器位于各个催化剂床的下游， 其中离开的工艺气体混合物流过所述热交换器。8. 根据权利要求1、6或7的方法，其特征在于，在热交换器中除去的反应热用于产生蒸 汽。9. 根据权利要求1-8任一项的方法，其特征在于，所述反应在1-30巴的压力下进行。10. 根据权利要求1-9任一项的方法，其特征在于，进入第一催化剂床的气体混合物的 入口温度为200至370 °C。11. 根据权利要求9或10的方法，其中进入各个催化剂床的气体混合物的入口温度为 200 至 370。。。12. 根据权利要求9或10的方法，其中进入各个催化剂床的气体混合物的入口温度为 250 至 350 °C。13. 根据权利要求1-12之一的方法，其特征在于，所述串联连接的催化剂床在从一个 催化剂床到另一个催化剂床升高或者降低的平均温度操作。14. 根据权利要求1-13之一的方法，其特征在于，在各个催化剂床入口上游的氧对氯 化氢的摩尔比为0. 25至10当量的氧每当量的氯化氢。15. 根据权利要求1-13之一的方法，其特征在于，在各个催化剂床入口上游的氧对氯 化氢的摩尔比为0.5至5当量的氧每当量的氯化氢。16. 根据权利要求1-15之一的方法，其特征在于，一个或多个单独的催化剂床能各自 独立地用两个或更多个并联连接的催化剂床替换。17. 根据权利要求1-16之一的方法，其特征在于，含有氯化氢和氧的进料气体物流仅 供应至第一催化剂床。18. 根据权利要求1-17之一的方法，其特征在于，所述催化剂包括至少一种选自下列 的元素：铜、钾、钠、铬、铈、金、铋、钌、铑、铂和选自元素周期表第VIII副族的元素。19. 根据权利要求1-18之一的方法，其特征在于，所述催化剂基于钌或钌化合物。20. 根据权利要求1-19之一的方法，其特征在于，在各个催化剂床中催化剂的活性不 同。21. 根据权利要求1-19之一的方法，其特征在于，在各个催化剂床中催化剂的活性不 同，且由一个催化剂床至另一催化剂床，催化剂的活性升高。22. 根据权利要求1-21之一的方法，其特征在于，将催化剂床中的催化剂施加至惰性 载体。23. 根据权利要求22的方法，其特征在于，所述催化剂载体完全或部分地由下列构成： 二氧化钛、氧化锡、氧化铝、氧化锆、氧化钒、氧化铬、二氧化硅、硅石、碳纳米管或所述物质 的混合物或复合物。24. 用于让包含氯化氢和氧的气体反应的反应器体系，至少包括针对氯化氢和氧或者 针对氯化氢和氧的混合物的管路和至少两个串联连接的热隔离的催化剂床，至少一个催化 剂床的下游有至少一个热交换器以去除反应热。
【专利摘要】本发明涉及通过用氧催化气相氧化氯化氢生产氯的方法，其中所述反应在处于绝热条件的至少两个催化剂床上进行，还涉及用于进行该方法的反应器体系。
【IPC分类】C01B7/04
【公开号】CN105174216
【申请号】
【发明人】A.沃尔夫, L.姆莱兹科, S.舒伯特, O.F.-K.施卢特
【申请人】拜尔材料科学股份公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2007年5月16日