[发明专利]一种催化剂载体的制备方法及其在氯化氢催化氧化中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂载体的制备方法，尤其涉及一种氯化氢氧化催化剂载体的制备方法及其应用，属于工业催化技术领域。

背景技术

我国氯碱工业发展迅速，以致副产物氯化氢生产过剩，回收氯化氢较为困难，并严重污染环境。企业一般用氯化氢来生产盐酸，至2014年我国盐酸产量就已达到938.27万吨，价格便宜，副产氯化氢有效利用达到了瓶颈阶段，需要寻求新思路。

近几年国内外市场对氯的需求量越来越大，化工产品中以氯气为原料生产的产品所占的比例逐年增加，氯化氢氧化制氯气工艺被逐渐提上日程，目前应用最为广泛的是Deacon过程，该过程为催化氧化法，其中催化剂是该反应的核心。

经过大量的实验证明，铜、铬、钌氧化物用于氯化氢催化氧化的活性较高。铜催化剂活性较好，成本低，应用较为广泛，但铜氧化剂受温度限制，高温易发生流失；铬催化剂在反应时容易与氯气发生反应，影响活性，同时铬的毒性较大，污染环境，暂处于实验室探索阶段；钌催化剂适在低温下效果较为理想，但钌挥发性很强，易失活，且钌较为昂贵，大规模法生产并不适用钌催化剂。一般在以上为主催化剂前提下，加入部分助催化剂作为负载，以提高活性。

日本专利JP95118842.9采用铬、铜、碱金属钾和稀土金属镧，以氧化铬为主催化剂，在800℃条件下煅烧并浸渍后制备催化剂，该催化剂用于氯化氢氧化制氯气反应寿命较长，但其所需温度过高，催化剂易发生烧结，且如上所述铬易与氯气反应，加上铬毒性很大，污染环境。

美国专利US4123389公开了一种以铜为主要活性组分，以硅胶、氧化铝作为载体，由于其需要在有机溶剂中浸渍，对环境污染较为严重。英国专利GB2120225采用共沉淀法制备了以二氧化钛为载体的氧化铜催化剂，但在催化剂制备过程中产生了大量的含重金属离子的废水。

纵观现有的针对氯化氢氧化催化剂方面的研究，大都集中在催化剂活性组分的调变，而很少有研究关注催化剂载体对催化剂整体催化性能的影响。

发明内容

本发明针对现有氯化氢氧化催化剂载体方面研究的不足，提供一种催化剂载体的制备方法及其在氯化氢催化氧化中的应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种催化剂载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)称取三氧化二铝、二氧化钛和造孔剂，混合均匀，加浓度为2mol/L硝酸搅拌；

2)将步骤1)中所得混合物挤条成型，干燥，置于500～600℃焙烧2～5小时，自然冷却至室温得载体前体；

3)向步骤2)中所得载体前体上喷洒硅酸盐溶液，干燥，置于300～400℃焙烧2～4小时，自然冷却至室温。

进一步，步骤1)中所述组分按重量分数计为，三氧化二铝：30～50％，二氧化钛：40～55％，造孔剂：5～20％。

进一步，步骤1)中所述造孔剂为淀粉、碳粉、植绒中的一种或几种。

进一步，以载体前体重量计，步骤3)中所述硅酸盐重量为载体前体的0.1～10％。

进一步，步骤3)中所述的硅酸盐溶液为硅酸钾、硅酸铵或正硅酸乙酯溶液。

本发明的催化剂载体的制备方法的有益效果是：

1)所用原料廉价易得，工艺流程简单；

2)巧妙的在催化剂载体表面形成了Al-O-Si和Ti-O-Si键，相对于简单物理混合的载体来说，催化剂表面的理化性质得到了调变，催化性能得到了提高。

本发明还要求保护上述的催化剂载体的制备方法在氯化氢催化氧化中的应用。

本发明还提供一种氯化氢氧化催化剂，其特征在于，包含如下组分：

所述活性助剂为Mn、Pb、Ru、Re、Sn、Ag中的一种或多种；

所述载体的制备方法如下：称取三氧化二铝、二氧化钛和造孔剂，混合均匀，加浓度为2mol/L硝酸搅拌；将所得混合物挤条成型，干燥，置于500～600℃焙烧2～5小时，自然冷却至室温得载体前体；向所得载体前体上喷洒硅酸盐溶液，干燥，置于300～400℃焙烧2～4小时，自然冷却至室温。

进一步，所述碱金属为钾、锂。

进一步，所述碱土金属为铍、钙、钡。

进一步，所述稀土金属为镧、铈、镨、钕。

进一步，所述载体各组分按重量分数计为，三氧化二铝：30～50％，二氧化钛：40～55％，造孔剂：5～20％。

进一步，所述造孔剂为淀粉、碳粉、植绒中的一种或几种。