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用于氯化氢氧化的催化剂及其生产的制作方法

2023-02-02 03:01:58 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种用于将氯化氢氧化成氯气的催化剂,其中该催化剂包含特别负载有铜和一种或多种稀土金属的无机载体基质和沸石。此外,本发明涉及一种包含根据本文所公开的任一实施方案的催化剂的模制品。本发明仍进一步涉及一种生产所述催化剂的方法以及一种生产所述模制品的方法和一种将氯化氢氧化成氯气的方法。
2.引言
3.在工业化学中,亚甲基二苯基异氰酸酯(mdi)和甲苯二异氰酸酯(tdi)通常使用光气生产。因此,在该将二胺转化为相应异氰酸酯的方法过程中,作为副产物形成显著量的氯化氢。因此,高度令人感兴趣的是将形成的的氯化氢包括在整个增值链中。具体而言,可以在用氧气催化氧化中将氯化氢氧化,例如根据也称为“hcl氧化”的deacon反应。在最近的方法中,就此而言应用具有cu催化剂的流化床deacon技术。有人建议包含y沸石、高岭土和/或其他铝硅酸盐的沸石类型载体比其他已知al2o3载体显示出相对改进的特性,尤其就最小化侵蚀速率而言。已知几种流化催化催化剂。
4.us 4,493,902 a,us 5,023,220 a,us 5,395,809 a,us 5,559,067 a和wo 2004/103558a1分别涉及一种提供有高孔隙率的流化催化裂化催化剂。在wo 2004/103558 a1中公开了该催化剂可以通过由包含偏高岭土和含水高岭土的反应性微球原位晶华铝硅酸盐沸石而制备。us 4,493,902 a涉及一种包含微球的流化催化裂化催化剂,所述微球含有至少约40重量%y-八面沸石并且具有小于约0.20cc/g的直径在20-100埃范围内的孔。微球可以含有包含偏高岭土和高岭土粘土的非沸石组分。
5.wo 2017/218879 a1在权利要求1中公开了一种沸石流化催化裂化催化剂,包含由含有偏高岭土的煅烧微球原位晶华的y-八面沸石和含有氧化铝的基质,后者通过煅烧可分散结晶勃姆石和该含有偏高岭土的煅烧微球中所含高岭土而得到,其中该可分散结晶勃姆石具有小于的晶粒尺寸。
6.wo 95/12454a1公开了一种焦炭产率降低的沸石型流化催化裂化催化剂,其通过一种尤其包括制备一种包含高岭土粘土和粘合剂的混合物、喷雾干燥所述混合物而得到微球、将其煅烧并在微球中晶华y-八面沸石的方法得到。
7.ep 2418016 a1涉及一种氯气生产催化剂,特别是特征在于它包含含有铜、碱金属和镧系元素的球形颗粒,其中球形颗粒具有不小于0.80的平均球形度。
8.jp 2010248062 a涉及一种使用呈颗粒形式并且包含铜的催化剂由氯化氢生产氯气的方法。公开了催化剂颗粒可以具有70-300微米的平均粒径并且该催化剂可以包含铜、稀土元素和碱元素。
9.wo 2011/118386 a1公开了一种通过在含有催化剂层的流化床反应器中氧化氯化氢而由氯化氢生产氯气的方法,其中用于该催化剂层中的催化剂可以包含含铜的球形颗粒。
10.ep 3549907 a1也涉及一种通过在催化剂存在下用氧气氧化氯化氢而生产氯气的方法。该催化剂可以含有铜、碱金属和稀土金属。
11.ep 2481478 a1公开了一种用于通过氧化氯化氢而生产氯气的包含载体和活性成分的催化剂,其中活性成分基于该催化剂的总重量包含1-20重量%铜,0.01-5重量%硼,0.1-10重量%碱金属元素,0.1-15重量%一种或多种稀土元素和0-10重量%一种或多种选自镁、钙、钡、锰、铁、镍、钴、锌、钌和钛的元素。
12.cn 108097232 a公开了一种用于生产氯气的催化剂,其特征在于包含催化剂前体a、催化剂前体b和无机膜,该无机膜覆盖催化剂前体a,由此将催化剂前体b和催化剂前体a分开,其中催化剂前体a包括载体以及负载于载体上的铜元素、碱金属元素和稀土元素,并且其中催化剂前体b包括载体以及负载于载体上的碱金属元素和稀土元素,因此催化剂前体b不包括铜元素。
13.ep 3450014 a1公开了一种用于通过氯化氢氧化制备氯气的催化剂,其中该催化剂包含铜元素、锰元素、硼元素、铬元素、稀土元素、钾元素、钛元素、磷元素、铁元素和载体。
14.ep 3097976 a1涉及一种制备适合通过氧化氯化氢而制备氯气的催化剂的方法。该方法特别包括用喷雾干燥处理淤浆而得到包含铜、硼、碱金属元素、稀土元素、铝溶胶、硅溶胶、载体以及任选mg、ca、ba、mn、ru和ti中至少一种的催化剂前体颗粒。
15.cn 106517095公开了一种制备氯气的方法在固定床管式反应器中进行。作为催化剂公开了一种具有化学式cu
avb
rcd
dce
clfog的复合金属氧氯化物,其中r是ce、la或pr中的一种或多种,d是na或k,c是si、al或ti,并且其中2《a≤10,b=1,0《c≤6,0《d≤5,20《e≤40并且其中f、g取决于各元素的氧氯化程度。
16.详细说明
17.因此,本发明的目的是要提供一种具有有利性能的改进催化剂,尤其是用于催化氧化氯化氢,更具体用于deacon工艺中。目的尤其是要提供一种显示出非常好的持久性并且显示出改进催化性能的改进催化剂,尤其对于将氯化氢转化为氯气而言。此外,目的是要提供一种包含适合将氯化氢转化为氯气的催化剂的改进模制品。因此,目的是要提供一种用于将氯化氢转化为氯气的改进方法。除此以外,目的是要提供一种生产所述催化剂和所述模制品的方法。
18.惊人地发现可以提供一种新型催化剂,特别是特征在于它包含无机载体基质和沸石,其中该无机载体基质和该沸石负载有铜和一种或多种稀土金属,并且其中该沸石负载在该无机载体基质内。所述催化剂呈现上述有利特性。此外,惊人地发现可以提供一种包含催化剂的模制品,其若在氯化氢转化为氯气中用作催化剂并且若与现有技术中包含不同催化剂的模制品相比较的话显示出显著增加的氯化氢转化率并且进一步呈现优异的寿命性能。
19.因此,本发明涉及一种用于将氯化氢氧化成氯气的催化剂,其中该催化剂包含无机载体基质和沸石,其中该无机载体基质包含y、o并且任选包含x,其中该沸石在其骨架结构中包含y和o并且任选在其骨架结构中包含x,其中y是四价元素并且x是三价元素,其中该无机载体基质和该沸石负载有铜和一种或多种稀土金属,并且其中该沸石负载在该无机载体基质内。
20.对于所述催化剂的该无机载体基质,优选该无机载体基质呈重均粒径d50在20-250μm,更优选30-200μm,更优选40-150μm,更优选50-120μm,更优选60-100μm,更优选70-90μm,更优选75-85μm范围内的微球颗粒形式,其中重均粒径d50优选根据iso 13317-3:2001
测定并且优选根据iso 9276-2:2014计算。
21.进一步对于所述催化剂的该无机载体基质,优选该无机载体基质显示出在0.1-2.5ml/g,更优选0.3-1.5ml/g,更优选0.4-1ml/g,更优选0.5-0.75ml/g,更优选0.55-0.65ml/g,更优选0.6-0.62ml/g范围内的hg孔隙率,其中hg孔隙率优选根据iso 15901-1:2016测定。
22.进一步对于所述催化剂的该无机载体基质,优选该无机载体基质显示出在300-600m2/g,优选350-550m2/g,更优选375-500m2/g,更优选400-475m2/g,更优选425-450m2/g,更优选440-445m2/g范围内的bet表面积,其中bet表面积优选根据iso 9277:2010测定。
23.进一步对于所述催化剂的该无机载体基质,优选该无机载体基质的氨程序升温脱附显示出在150-270℃,更优选170-250℃,更优选190-220℃,更优选200-205℃范围内的第一峰;在270-375℃,更优选290-355℃,更优选310-335℃,更优选320-325℃范围内的第二峰;并且更优选包括在535-640℃,优选555-620℃,更优选575-600℃,更优选585-590℃范围内的第三峰;其中该第一峰的积分提供在0.3-1.5mmol/g,更优选0.5-1.3mmol/g,更优选0.75-1.05mmol/g,更优选0.85-0.95mmol/g,更优选0.88-0.9mmol/g范围内的酸位点浓度;其中该第二峰的积分提供在0.3-1.5mmol/g,更优选0.5-1.3mmol/g,更优选0.7-1mmol/g,更优选0.8-0.9mmol/g,更优选0.83-0.85mmol/g范围内的酸位点浓度;并且其中该优选第三峰的积分提供在0.01-0.1mmol/g,更优选0.02-0.07mmol/g,更优选0.03-0.05mmol/g范围内的酸位点浓度。
24.对于所述催化剂,优选y选自si、sn、ti、zr、ge以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自si、ti、ge以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自si、ti及其混合物,其中y更优选是si。
25.对于所述催化剂,优选x选自b、al、ga、in以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自b、al、ga以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自al、ga以及其中两种或更多种的混合物,其中x更优选是al。
26.优选该催化剂作为元素计算并且基于100重量%该催化剂中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在15-45重量%,更优选22-35重量%,更优选26-31重量%,更优选28-29重量%范围内的量包含y。
27.优选该催化剂作为元素计算并且基于100重量%该催化剂中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在10-30重量%,更优选16-25重量%,更优选18-23重量%,更优选20-21重量%范围内的量包含x。
28.优选该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与该无机载体基质和该沸石中所含x的摩尔比作为yo2:x2o3计算在0.5:1-10:1,更优选1:1-6:1,更优选2.0:1-3.5:1,更优选2.5:1-2.9:1,更优选2.6:1-2.8:1范围内。
29.优选该无机载体基质和该沸石的铜负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在2-10重量%,更优选5.0-9.0重量%,更优选6.5-7.5重量%,更优选7.0-7.2重量%范围内。
30.优选该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的铜的摩尔比在3-15,更优选7-11,更优选9.0:1-9.3:1,更优选9.1:1-9.2:1范围内。
31.优选该一种或多种稀土金属选自sc、y、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自la、ce、pr、nd、sm、ho、lu以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自ce、sm、la以及其中两种或更多种的混合物,其中该无机载体基质和该沸石更优选负载有ce,更优选ce和la,更优选ce、sm和la。
32.优选该无机载体基质和该沸石的稀土金属负载量以作为元素的该一种或多种稀土金属的总和计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在5-50重量%,优选8-30重量%,更优选10-15重量%,更优选12-13重量%范围内。
33.优选该无机载体基质和该沸石负载有ce。
34.在其中该无机载体基质和该沸石负载有ce的情况下,优选该无机载体基质和该沸石的ce负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-6重量%,更优选3.0-4.0重量%,更优选3.2-3.8重量%,更优选3.4-3.6重量%范围内。
35.进一步在其中该无机载体基质和该沸石负载有ce的情况下,优选该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的ce的摩尔比y:ce在25:1-75:1,优选32:1-50:1,更优选38:1-43:1,更优选40:1-41:1范围内。
36.优选该无机载体基质和该沸石负载有sm。
37.在其中该无机载体基质和该沸石负载有sm的情况下,优选该无机载体基质和该沸石的sm负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-6重量%,更优选3.0-4.0重量%,更优选3.2-3.8重量%,更优选3.4-3.6重量%范围内。
38.进一步在其中该无机载体基质和该沸石负载有sm的情况下,优选该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的sm的摩尔比y:sm在25:1-75:1,更优选35:1-52:1,更优选41:1-46:1,更优选43:1-44:1范围内。
39.优选该无机载体基质和该沸石负载有la。
40.在其中该无机载体基质和该沸石负载有la的情况下,优选该无机载体基质和该沸石的la负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在2-8.5重量%,更优选4.0-6.5重量%,更优选5.0-5.6重量%,更优选5.2-5.4重量%范围内。
41.进一步在其中该无机载体基质和该沸石负载有la的情况下,优选该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的la的摩尔比y:la在10:1-50:1,优选20:1-33:1,更优选24:1-29:1,更优选26:1-27:1范围内。
42.优选该无机载体基质和该沸石进一步负载有一种或多种碱金属,其中该一种或多种碱金属优选选自li、na、k、rb、cs以及其中两种或更多种的混合物,优选选自na、k及其混合物,其中该一种或多种碱金属更优选是k。
43.在其中该无机载体基质和该沸石进一步负载有一种或多种碱金属的情况下,优选该无机载体基质和该沸石的碱金属负载量以作为元素的该一种或多种碱金属的总和计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-7.5重量%,更优选3.0-5.5重量%,更优选4.0-4.6重量%,更优选4.2-4.4重量%
0.11cm3/g范围内的微孔体积,其中微孔体积优选根据iso15901-3:2007测定。
56.优选该模制品显示出在1-8nm,更优选3.5-5.0nm,更优选4.0-4.2nm范围内的吸附平均孔径(4v/a),其中吸附平均孔径(4v/a)优选根据iso15901-2:2006测定。
57.优选该模制品显示出在5-15nm,更优选9.0-11.0nm,更优选9.7-9.9nm范围内的解吸平均孔径(4v/a),其中解吸平均孔径(4v/a)优选根据din66134:1998-02测定。
58.优选该模制品的铜负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在2-10重量%,更优选5.0-6.5重量%,更优选5.5-5.9重量%,更优选5.6-5.8重量%范围内。
59.优选该模制品显示出该模制品中所含y与该模制品中所含铜的摩尔比在10-20,更优选12-15,更优选13.3:1-13.9:1,更优选13.5:1-13.7:1范围内。
60.优选该模制品的稀土金属负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在5-15重量%,更优选9.0-10.5重量%,更优选9.4-9.8重量%,更优选9.5-9.7重量%范围内。
61.优选该无机载体基质和该沸石负载有ce,其中该模制品的ce负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量更优选在1-5重量%,更优选2.0-3.5重量%,更优选2.5-2.9重量%,更优选2.6-2.8重量%范围内。
62.在其中该无机载体基质和该沸石负载有ce的情况下,优选该模制品显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的ce的摩尔比y:ce在25:1-100:1,更优选55:1-70:1,更优选60:1-66:1,更优选62:1-64:1范围内。
63.优选该无机载体基质和该沸石负载有sm,其中该模制品的sm负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量更优选在1-5重量%,更优选2.0-3.5重量%,更优选2.5-2.9重量%,更优选2.6-2.8重量%范围内。
64.在其中该无机载体基质和该沸石负载有sm的情况下,优选该模制品显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的sm的摩尔比y:sm在30:1-120:1,更优选60:1-90:1,更优选65:1-70:1,更优选66.5:1-68.5:1范围内。
65.优选该无机载体基质和该沸石负载有la,其中该模制品的la负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量更优选在2-8重量%,更优选3.5-5.0重量%,更优选4.0-4.4重量%,更优选4.1-4.3重量%范围内。
66.在其中该无机载体基质和该沸石负载有la的情况下,优选该模制品显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的la的摩尔比y:la在25:1-75:1,更优选33:1-47:1,更优选38:1-42:1,更优选39:1-41:1范围内。
67.优选该无机载体基质和该沸石进一步负载有k,其中该模制品的k负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量更优选在1-7重量%,更优选3.0-4.5重量%,更优选3.5-3.9重量%,更优选3.6-3.8重量%范围内。
68.在其中该无机载体基质和该沸石进一步负载有k的情况下,优选该模制品显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的k的摩尔比y:k在1:1-30:1,更优选7:1-20:1,更优选10:1-16:1,更优选12:1-14:1范围内。
69.优选该模制品作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧
化物yo2和x2o3计算的总量以在10-60重量%,更优选25-45重量%,更优选32-36重量%,更优选33-35重量%范围内的量包含y。
70.优选该模制品作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在5-25重量%,更优选10-18重量%,更优选12-16重量%,更优选13-15重量%范围内的量包含x。
71.优选该模制品显示出该模制品中所含y与该模制品中所含x的摩尔比作为yo2:x2o3计算在1:1-8:1,更优选3:1-6:1,更优选4.0:1-5.0:1,更优选4.4:1-4.8:1,更优选4.5:1-4.7:1范围内。
72.优选该模制品的氢气程序升温还原显示出在175-225℃,更优选185-210℃,更优选190-200℃,更优选193-198℃范围内的第一峰和在175-275℃,更优选200-250℃,更优选215-240℃,更优选225-230℃范围内的第二峰;并且其中该第一峰的积分提供在50-250μmol/g,更优选75-225μmol/g,更优选100-200μmol/g,更优选125-175μmol/g,更优选150-155μmol/g范围内的可还原位点浓度;并且其中该第二峰的积分提供在225-600μmol/g,更优选250-450μmol/g,更优选275-400μmol/g,更优选300-350μmol/g,更优选315-325μmol/g范围内的可还原位点浓度。
73.本发明仍进一步涉及一种生产用于将氯化氢氧化成氯气的催化剂,优选根据本文所公开的任一实施方案的催化剂的方法,该方法包括:
74.(i)提供包含无机载体基质和沸石的载体,其中该无机载体基质包含y、o并且任选包含x,其中该沸石在其骨架结构中包含y和o并且任选在其骨架结构中包含x,其中y是四价元素并且x是三价元素,其中
75.该沸石负载在该无机载体基质内;
76.(ii)使该载体与铜,进一步与一种或多种稀土金属并且优选进一步与一种
77.或多种碱金属进行一个或多个离子交换程序,得到催化剂前体;
78.(iii)在气体气氛中煅烧该催化剂前体,得到该催化剂。
79.优选根据(i)的载体中所含该无机载体基质呈重均粒径d50在20-250μm,更优选30-200μm,更优选40-150μm,更优选50-120μm,更优选60-100μm,更优选70-90μm,更优选75-85μm范围内的微球颗粒形式,其中重均粒径d50优选根据iso 13317-3:2001测定并且优选根据iso9276-2:2014计算。
80.优选根据(i)的载体中所含该无机载体基质显示出在0.1-2.5ml/g,更优选0.3-1.5ml/g,更优选0.4-1ml/g,更优选0.5-0.75ml/g,更优选0.55-0.65ml/g,更优选0.6-0.62ml/g范围内的hg孔隙率,其中hg孔隙率优选根据iso 15901-1:2016测定。
81.优选根据(i)的载体中所含该无机载体基质显示出在300-600m2/g,更优选350-550m2/g,更优选375-500m2/g,更优选400-475m2/g,更优选425-450m2/g,更优选440-445m2/g范围内的bet表面积,其中bet表面积优选根据iso 9277:2010测定。
82.优选根据(i)的载体中所含该无机载体基质的氨程序升温脱附显示出在150-270℃,更优选170-250℃,更优选190-220℃,更优选200-205℃范围内的第一峰;在270-375℃,更优选290-355℃,更优选310-335℃,更优选320-325℃范围内的第二峰;并且优选包括在535-640℃,更优选555-620℃,更优选575-600℃,更优选585-590℃范围内的第三峰;其中该第一峰的积分提供在0.3-1.5mmol/g,更优选0.5-1.3mmol/g,更优选0.75-1.05mmol/g,
更优选0.85-0.95mmol/g,更优选0.88-0.9mmol/g范围内的酸位点浓度;其中该第二峰的积分提供在0.3-1.5mmol/g,更优选0.5-1.3mmol/g,更优选0.7-1mmol/g,更优选0.8-0.9mmol/g,更优选0.83-0.85mmol/g范围内的酸位点浓度;并且其中该优选第三峰的积分提供在0.01-0.1mmol/g,更优选0.02-0.07mmol/g,更优选0.03-0.05mmol/g范围内的酸位点浓度。
83.优选y选自si、sn、ti、zr、ge以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自si、ti、ge以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自si、ti及其混合物,其中y更优选是si。
84.优选x选自b、al、ga、in以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自b、al、ga以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自al、ga以及其中两种或更多种的混合物,其中x更优选是al。
85.优选在(i)中提供的载体作为元素计算并且基于100重量%该载体中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在15-45重量%,更优选22-35重量%,更优选26-31重量%,更优选28-29重量%范围内的量包含y。
86.优选在(i)中提供的载体作为元素计算并且基于100重量%该载体中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在10-30重量%,更优选16-25重量%,更优选18-23重量%,更优选20-21重量%范围内的量包含x。
87.优选在(i)中提供的载体显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与该无机载体基质和该沸石中所含x的摩尔比作为yo2:x2o3计算在0.5:1-10:1,优选1:1-6:1,更优选2.0:1-3.5:1,更优选2.5:1-2.9:1,更优选2.6:1-2.8:1范围内。
88.优选在(iii)中得到的催化剂中,该无机载体基质和该沸石的铜负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在2-10重量%,更优选5.0-9.0重量%,更优选6.5-7.5重量%,更优选7.0-7.2重量%范围内。
89.优选在(iii)中得到的催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的铜的摩尔比在3-15,更优选7-11,更优选9.0:1-9.3:1,更优选9.1:1-9.2:1范围内。
90.优选在(ii)中的该一种或多种稀土金属选自sc、y、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu以及其中两种或更多种的混合物,优选选自la、ce、pr、nd、sm、ho、lu以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自ce、sm、la以及其中两种或更多种的混合物,其中该无机载体基质和该沸石更优选负载有ce,更优选ce和la,更优选ce、sm和la。
91.优选在(iii)中得到的催化剂中该无机载体基质和该沸石的稀土金属负载量以作为元素的该一种或多种稀土金属的总和计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在5-20重量%,更优选8-17重量%,更优选10-15重量%,更优选12-13重量%范围内。
92.优选在(ii)中该载体负载ce。
93.在其中在(ii)中该载体负载ce的情况下,优选在(iii)中得到的催化剂中该载体的ce负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-6重量%,更优选3.0-4.0重量%,更优选3.2-3.8重量%,更优选3.4-3.6重量%范围内。
94.进一步在其中在(ii)中该载体负载ce的情况下,优选在(iii)中得到的催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的ce的摩尔比y:ce在25:1-75:1,更优选32:1-50:1,更优选38:1-43:1,更优选40:1-41:1范围内。
95.优选在(ii)中该载体负载sm。
96.在其中在(ii)中该载体负载sm的情况下,优选在(iii)中得到的催化剂中该无机载体基质和该沸石的sm负载量作为元素计算并且基于100重量%该该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-6重量%,更优选3.0-4.0重量%,更优选3.2-3.8重量%,更优选3.4-3.6重量%范围内。
97.进一步在其中在(ii)中该载体负载sm的情况下,优选在(iii)中得到的催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的sm的摩尔比y:sm在25:1-75:1,更优选35:1-52:1,更优选41:1-46:1,更优选43:1-44:1范围内。
98.优选在(ii)中该载体负载la。
99.在其中在(ii)中该载体负载la的情况下,优选在(iii)中得到的催化剂中该无机载体基质和该沸石的la负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在2-8.5重量%,更优选4.0-6.5重量%,更优选5.0-5.6重量%,更优选5.2-5.4重量%范围内。
100.进一步在其中在(ii)中该载体负载la的情况下,优选在(iii)中得到的催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的la的摩尔比y:la在10:1-50:1,更优选20:1-33:1,更优选24:1-29:1,更优选26:1-27:1范围内。
101.优选在(ii)中该载体进一步负载一种或多种碱金属,其中该一种或多种碱金属更优选选自li、na、k、rb、cs以及其中两种或更多种的混合物,优选选自na、k及其混合物,其中该一种或多种碱金属更优选是k。
102.在其中在(ii)中该载体进一步负载一种或多种碱金属的情况下,优选在(iii)中得到的催化剂中该无机载体基质和该沸石的碱金属负载量以作为元素的该一种或多种碱金属的总和计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-7.5重量%,更优选3.0-5.5重量%,更优选4.0-4.6重量%,更优选4.2-4.4重量%范围内。
103.进一步在其中在(ii)中该载体进一步负载一种或多种碱金属的情况下,优选在(iii)中得到的催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的该一种或多种碱金属的摩尔比在1:1-20:1,更优选5:1-15:1,更优选8:1-11:1,更优选9:1-10:1范围内。
104.优选在(i)中提供的载体中所含无机载体基质包含一种或多种选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、氧化镁、粘土以及其中两种或更多种的混合物,优选选自蒙脱石、高岭土、偏高岭土、膨润土、多水高岭石、二重高岭土、珍珠陶土、富硅高岭石以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自高岭土、偏高岭土及其混合物的无机氧化物。
105.优选在(iii)中得到的催化剂显示出在100-600m2/g,更优选250-450m2/g,更优选310-380m2/g,更优选330-360m2/g,更优选340-350m2/g范围内的bet表面积,其中bet表面积优选根据iso 9277:2010测定。
106.优选在(i)中提供的载体中所含沸石具有选自fau、gis、mor、lta、fer、ton、mtt、
bea、mel、mww、mfs、mfi以及其中两种或更多种的混合类型,优选选自fau、gis、bea、mfi以及其中两种或更多种的混合类型的骨架结构类型,其中该沸石更优选具有fau和/或bea骨架结构类型,更优选fau骨架结构类型。
107.优选在(i)中提供的载体中所含沸石具有fau骨架结构类型,其中该沸石优选选自zsm-3、八面沸石、[al-ge-o]-fau、csz-1、ecr-30、沸石x、沸石y、lz-210、sapo-37、zsm-20、na-x、us-y、na-y、[ga-ge-o]-fau、li-lsx、[ga-al-si-o]-fau、[ga-si-o]-fau以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自zsm-3、八面沸石、csz-1、ecr-30、沸石x、沸石y、lz-210、zsm-20、na-x、us-y、na-y、li-lsx以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自八面沸石、沸石x、沸石y、na-x、us-y、na-y以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自八面沸石、沸石x、沸石y以及其中两种或更多种的混合物,其中更优选该具有fau骨架结构类型的沸石包括沸石x和/或沸石y,优选沸石y,其中更优选该具有fau骨架结构类型的沸石是沸石x和/或沸石y,优选沸石y。
[0108]
优选在(i)中提供的载体基于100重量%该催化剂中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在68-90重量%,更优选74-84重量%,更优选77-81重量%范围内的量包含该沸石。
[0109]
优选在(i)中提供的载体基于100重量%该催化剂中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在10-32重量%,更优选16-26重量%,更优选19-23重量%范围内的量包含该无机载体基质。
[0110]
优选在(iii)中得到的催化剂基于100重量%该催化剂包含0-1重量%,更优选0-0.1重量%,更优选0-0.01重量%,更优选0-0.001重量%作为元素计算的cl。
[0111]
优选该一个或多个离子交换程序在25-110℃,更优选50-90℃,更优选70-85℃范围内的温度下进行。
[0112]
优选使该载体进行离子交换包括在温度在70-150℃,优选90-130℃,更优选100-120℃范围内的气体气氛中干燥该催化剂前体。
[0113]
优选用于干燥该催化剂前体的气体气氛包含氮气、氧气或其混合物,其中该气体气氛更优选为氧气、空气或贫空气。
[0114]
优选在(iii)中的煅烧在400-600℃,更优选450-550℃,更优选490-510℃范围内的气体气氛温度下进行。
[0115]
优选在(iii)中的气体气氛包含氮气、氧气或其混合物,其中在(iii)中的气体气氛更优选为氧气、空气或贫空气。
[0116]
本发明仍进一步涉及一种生产包含催化剂的模制品,优选根据本文所公开的实施方案中任一种的模制品的方法,该方法包括:
[0117]
(a)制备一种包含水、粘合剂或其前体和根据本文所公开的任一实施方案的催化剂的混合物;
[0118]
(b)成型由(a)得到的混合物,得到模制品前体;
[0119]
(c)在气体气氛中煅烧该模制品前体,得到该模制品。
[0120]
优选(a)中的粘合剂选自无机粘合剂,其中该粘合剂更优选包含一种或多种金属氧化物和/或准金属氧化物源,更优选一种或多种选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、氧化镧、氧化镁以及其中两种或更多种的混合物和/或混合氧化物,更优选选自二氧化
硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、氧化镁、二氧化硅-氧化铝混合氧化物、二氧化硅-二氧化钛混合氧化物、二氧化硅-二氧化锆混合氧化物、二氧化硅-氧化镧混合氧化物、二氧化硅-二氧化锆-氧化镧混合氧化物、氧化铝-二氧化钛混合氧化物、氧化铝-二氧化锆混合氧化物、氧化铝-氧化镧混合氧化物、氧化铝-二氧化锆-氧化镧混合氧化物、二氧化钛-二氧化锆混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物和/或混合氧化物,更优选选自二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物的金属氧化物和/或准金属氧化物源,其中更优选该粘合剂包含一种或多种二氧化硅源,其中更优选该粘合剂由一种或多种二氧化硅源构成,其中该一种或多种二氧化硅源优选包含一种或多种选自气相二氧化硅、胶体二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、胶体二氧化硅-氧化铝以及其中两种或更多种的混合物的化合物,更优选一种或多种选自气相二氧化硅、胶体二氧化硅及其混合物的化合物,其中更优选该一种或多种粘合剂由气相二氧化硅和/或胶体二氧化硅,更优选胶体二氧化硅构成。
[0121]
优选在根据(a)的混合物中,催化剂相对于二氧化硅粘合剂前体中所含的作为sio2计算的si的重量比在1:1-7:1,更优选3:1-5:1,更优选3.9:1-4.1:1范围内。
[0122]
优选在根据(a)的混合物中,催化剂相对于水的重量比在0.5:1-7:1,更优选1:1-3:1,更优选1.7:1-1.8:1范围内。
[0123]
优选根据(a)制备的混合物进一步包含一种或多种粘度改性和/或成孔剂。
[0124]
在其中根据(a)制备的混合物进一步包含一种或多种粘度改性和/或成孔剂的情况下,优选该一种或多种粘度改性和/或成孔剂选自水、醇类、有机聚合物以及其中两种或更多种的混合物,其中有机聚合物更优选选自纤维素、纤维素衍生物、淀粉、聚氧化烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃、聚酰胺、聚酯以及其中两种或更多种的混合物,其中有机聚合物更优选选自纤维素衍生物、聚氧化烯、聚苯乙烯以及其中两种或更多种的混合物,其中有机聚合物更优选选自甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚氧乙烯、聚苯乙烯以及其中两种或更多种的混合物,其中更优选该一种或多种粘度改性和/或成孔剂包含水和羧甲基纤维素。
[0125]
优选在根据(a)制备的混合物中,催化剂相对于该一种或多种粘度改性和/或成孔剂的重量比在10:1-30:1,更优选15:1-25:1,更优选19:1-21:1范围内。
[0126]
优选在(a)中制备混合物包括捏合,更优选在捏合机或混合碾压机中捏合。
[0127]
优选在(b)中成型包括挤出该混合物。
[0128]
优选在(b)中将该混合物成型为线料,更优选具有圆形横截面的线料。
[0129]
在其中在(b)中将该混合物成型为具有圆形横截面的线料的情况下,优选该具有圆形横截面的线料具有在0.2-10mm,更优选0.5-5mm,更优选1-3mm,更优选1.5-2.5mm,更优选1.9-2.1mm范围内的直径。
[0130]
优选根据(b)的成型进一步包括在气体气氛中干燥该模制品的前体。
[0131]
在其中根据(b)的成型进一步包括在气体气氛中干燥该模制品的前体的情况下,优选干燥在80-160℃,更优选100-140℃,更优选110-130℃范围内的气体气氛温度下进行。
[0132]
进一步在其中根据(b)的成型进一步包括在气体气氛中干燥该模制品的前体的情况下,优选该气体气氛包含氮气、氧气或其混合物,其中该气体气氛更优选为氧气、空气或贫空气。
[0133]
优选在(c)中的煅烧在400-600℃,更优选450-550℃,更优选490-510℃范围内的气体气氛温度下进行。
[0134]
优选在(c)中的气体气氛包含氮气、氧气或其混合物,其中该气体气氛优选为氧气、空气或贫空气。
[0135]
本发明仍进一步涉及一种将氯化氢氧化成氯气的方法,包括:
[0136]
(a)提供包括包含根据文所公开的任一实施方案的催化剂或本文所公开的
[0137]
任一实施方案的模制品的反应区的反应器;
[0138]
(b)将反应物气流送入由(a)得到的反应区中,其中送入反应区中的反应物
[0139]
气流包含氯化氢和氧气;使所述反应物气流在所述反应区中经受反应条件;以及从所述反应区取出产物料流,所述产物料流包含氯气。
[0140]
优选在(a)中根据本文所公开的任一实施方案的催化剂或本文所公开的任一实施方案的模制品存在于固定床和/或流化床中,更优选存在于固定床中。
[0141]
优选在(b)中的反应条件包括在300-500℃,更优选360-400℃,更优选370-390℃范围内的温度。
[0142]
优选在(b)中的反应条件包括在0.05-2mpa,更优选0.1-1.5mpa,更优选0.15-1mpa,更优选0.2-0.8mpa,更优选0.25-0.6mpa,更优选0.3-0.5mpa,更优选0.35-0.45mpa,更优选0.3-0.4mpa范围内的压力。
[0143]
优选在(b)中反应物气流中氯化氢与氧气的摩尔比hcl:o2在1:1-5:1,更优选1.7:1-2.3:1,更优选1.9:1-2.1:1范围内。
[0144]
优选在(b)中该反应物气流由气时空速在350-550l/(kg*h),更优选420-480l/(kg*h),更优选440-460l/(kg*h)范围内的包含氯化氢的料流供应。
[0145]
优选在(b)中该反应物气流基于100重量%反应物气流含有0.1-2.0重量%,更优选0.7-1.3重量%,更优选0.9-1.1重量%h2o。
[0146]
优选在(b)中该反应物气流由包含氯化氢的料流供应,其中该氯化氢由一种或多种异氰酸酯和/或二异氰酸酯与光气的反应,优选亚甲基二苯基异氰酸酯和/或甲苯二异氰酸酯与光气的反应得到。
[0147]
本发明由下面这套实施方案以及由所示从属关系和回溯引用得到的实施方案组合进一步说明。尤其应注意的是在其中提到一定范围实施方案的每种情况中,例如就术语如“实施方案(1)-(4)中任一项”而言,意欲对熟练技术人员明确公开该范围内的每一实施方案,即该术语的措辞应被熟练技术人员理解为与“实施方案(1)、(2)、(3)和(4)中任一项”是同义的。
[0148]
此外,明确应注意的是下面这套实施方案不是那套确定保护范围的权利要求,而是表示说明书中涉及本发明一般和优选方面的适当构成部分。
[0149]
根据实施方案(1),本发明涉及一种用于将氯化氢氧化成氯气的催化剂,其中该催化剂包含无机载体基质和沸石,其中该无机载体基质包含y、o并且任选包含x,其中该沸石在其骨架结构中包含y和o并且任选在其骨架结构中包含x,其中y是四价元素并且x是三价元素,其中该无机载体基质和该沸石负载有铜和一种或多种稀土金属,并且其中该沸石负载在该无机载体基质内。
[0150]
使实施方案(1)具体化的优选实施方案(2)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质
呈重均粒径d50在20-250μm,优选30-200μm,更优选40-150μm,更优选50-120μm,更优选60-100μm,更优选70-90μm,更优选75-85μm范围内的微球颗粒形式,其中重均粒径d50优选根据iso 13317-3:2001测定并且优选根据iso 9276-2:2014计算。
[0151]
使实施方案(1)或(2)具体化的另一优选实施方案(3)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质显示出在0.1-2.5ml/g,优选0.3-1.5ml/g,更优选0.4-1ml/g,更优选0.5-0.75ml/g,更优选0.55-0.65ml/g,更优选0.6-0.62ml/g范围内的hg孔隙率,其中hg孔隙率优选根据iso 15901-1:2016测定。
[0152]
使实施方案(1)-(3)中任一项具体化的另一优选实施方案(4)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质显示出在300-600m2/g,优选350-550m2/g,更优选375-500m2/g,更优选400-475m2/g,更优选425-450m2/g,更优选440-445m2/g范围内的bet表面积,其中bet表面积优选根据iso 9277:2010测定。
[0153]
使实施方案(1)-(4)中任一项具体化的另一优选实施方案(5)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质的氨程序升温脱附显示出在150-270℃,优选170-250℃,更优选190-220℃,更优选200-205℃范围内的第一峰;在270-375℃,优选290-355℃,更优选310-335℃,更优选320-325℃范围内的第二峰;并且优选包括在535-640℃,优选555-620℃,更优选575-600℃,更优选585-590℃范围内的第三峰;其中该第一峰的积分提供在0.3-1.5mmol/g,优选0.5-1.3mmol/g,更优选0.75-1.05mmol/g,更优选0.85-0.95mmol/g,更优选0.88-0.9mmol/g范围内的酸位点浓度;其中该第二峰的积分提供在0.3-1.5mmol/g,优选0.5-1.3mmol/g,更优选0.7-1mmol/g,更优选0.8-0.9mmol/g,更优选0.83-0.85mmol/g范围内的酸位点浓度;并且其中该优选第三峰的积分提供在0.01-0.1mmol/g,优选0.02-0.07mmol/g,更优选0.03-0.05mmol/g范围内的酸位点浓度。
[0154]
使实施方案(1)-(5)中任一项具体化的另一优选实施方案(6)涉及权利要求1或5的所述催化剂,其中y选自si、sn、ti、zr、ge以及其中两种或更多种的混合物,优选选自si、ti、ge以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自si、ti及其混合物,其中y更优选为si。
[0155]
使实施方案(1)-(6)中任一项具体化的另一优选实施方案(7)涉及所述催化剂,其中x选自b、al、ga、in以及其中两种或更多种的混合物,优选选自b、al、ga以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自al、ga以及其中两种或更多种的混合物,其中x更优选为al。
[0156]
使实施方案(1)-(7)中任一项具体化的另一优选实施方案(8)涉及所述催化剂,其中该催化剂作为元素计算并且基于100重量%该催化剂中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在15-45重量%,优选22-35重量%,更优选26-31重量%,更优选28-29重量%范围内的量包含y。
[0157]
使实施方案(1)-(8)中任一项具体化的另一优选实施方案(9)涉及所述催化剂,其中该催化剂作为元素计算并且基于100重量%该催化剂中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在10-30重量%,优选16-25重量%,更优选18-23重量%,更优选20-21重量%范围内的量包含x。
[0158]
使实施方案(1)-(9)中任一项具体化的另一优选实施方案(10)涉及所述催化剂,其中该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与该无机载体基质和该沸石中所含x的摩尔比作为yo2:x2o3计算在0.5:1-10:1,优选1:1-6:1,更优选2.0:1-3.5:1,更优选2.5:1-2.9:1,更优选2.6:1-2.8:1范围内。
[0159]
使实施方案(1)-(10)中任一项具体化的另一优选实施方案(11)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质和该沸石的铜负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在2-10重量%,优选5.0-9.0重量%,更优选6.5-7.5重量%,更优选7.0-7.2重量%范围内。
[0160]
使实施方案(1)-(11)中任一项具体化的另一优选实施方案(12)涉及所述催化剂,其中该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的铜的摩尔比在3-15,优选7-11,更优选9.0:1-9.3:1,更优选9.1:1-9.2:1范围内。
[0161]
使实施方案(1)-(12)中任一项具体化的另一优选实施方案(13)涉及所述催化剂,其中该一种或多种稀土金属选自sc、y、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu以及其中两种或更多种的混合物,优选选自la、ce、pr、nd、sm、ho、lu以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自ce、sm、la以及其中两种或更多种的混合物,其中该无机载体基质和该沸石更优选负载有ce,更优选ce和la,更优选ce、sm和la。
[0162]
使实施方案(1)-(13)中任一项具体化的另一优选实施方案(14)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质和该沸石的稀土金属负载量以作为元素的该一种或多种稀土金属的总和计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在5-50重量%,优选8-30重量%,更优选10-15重量%,更优选12-13重量%范围内。
[0163]
使实施方案(1)-(14)中任一项具体化的另一优选实施方案(15)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质和该沸石负载有ce。
[0164]
使实施方案(15)具体化的另一优选实施方案(16)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质和该沸石的ce负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-6重量%,优选3.0-4.0重量%,更优选3.2-3.8重量%,更优选3.4-3.6重量%范围内。
[0165]
使实施方案(15)或(16)具体化的另一优选实施方案(17)涉及所述催化剂,其中该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的ce的摩尔比y:ce在25:1-75:1,优选32:1-50:1,更优选38:1-43:1,更优选40:1-41:1范围内。
[0166]
使实施方案(1)-(17)中任一项具体化的另一优选实施方案(18)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质和该沸石负载有sm。
[0167]
使实施方案(18)具体化的另一优选实施方案(19)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质和该沸石的sm负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-6重量%,优选3.0-4.0重量%,更优选3.2-3.8重量%,更优选3.4-3.6重量%范围内。
[0168]
使实施方案(18)或(19)具体化的另一优选实施方案(20)涉及所述催化剂,其中该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的sm的摩尔比y:sm在25:1-75:1,优选35:1-52:1,更优选41:1-46:1,更优选43:1-44:1范围内。
[0169]
使实施方案(1)-(20)中任一项具体化的另一优选实施方案(21)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质和该沸石负载有la。
[0170]
使实施方案(21)具体化的另一优选实施方案(22)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质和该沸石的la负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中
所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在2-8.5重量%,优选4.0-6.5重量%,更优选5.0-5.6重量%,更优选5.2-5.4重量%范围内。
[0171]
使实施方案(21)或(22)具体化的另一优选实施方案(23)涉及所述催化剂,其中该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的la的摩尔比y:la在10:1-50:1,优选20:1-33:1,更优选24:1-29:1,更优选26:1-27:1范围内。
[0172]
使实施方案(1)-(23)中任一项具体化的另一优选实施方案(24)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质和该沸石进一步负载有一种或多种碱金属,其中该一种或多种碱金属优选选自li、na、k、rb、cs以及其中两种或更多种的混合物,优选选自na、k及其混合物,其中该一种或多种碱金属更优选是k。
[0173]
使实施方案(24)具体化的另一优选实施方案(25)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质和该沸石的碱金属负载量以作为元素的该一种或多种碱金属的总和计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-7.5重量%,优选3.0-5.5重量%,更优选4.0-4.6重量%,更优选4.2-4.4重量%范围内。
[0174]
使实施方案(24)或(25)具体化的另一优选实施方案(26)涉及所述催化剂,其中该催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的该一种或多种碱金属的摩尔比在1:1-20:1,优选5:1-15:1,更优选8:1-11:1,更优选9:1-10:1范围内。
[0175]
使实施方案(1)-(26)中任一项具体化的另一优选实施方案(27)涉及所述催化剂,其中该无机载体基质包含一种或多种选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、氧化镁、粘土以及其中两种或更多种的混合物,优选选自蒙脱石、高岭土、偏高岭土、膨润土、多水高岭石、二重高岭土、珍珠陶土、富硅高岭石以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自高岭土、偏高岭土及其混合物的无机氧化物。
[0176]
使实施方案(1)-(27)中任一项具体化的另一优选实施方案(28)涉及所述催化剂,其中该催化剂显示出在100-600m2/g,优选250-450m2/g,更优选310-380m2/g,更优选330-360m2/g,更优选340-350m2/g范围内的bet表面积,其中bet表面积优选根据iso 9277:2010测定。
[0177]
使实施方案(1)-(28)中任一项具体化的另一优选实施方案(29)涉及所述催化剂,其中该沸石具有选自fau、gis、mor、lta、fer、ton、mtt、bea、mel、mww、mfs、mfi以及其中两种或更多种的混合类型,优选选自fau、gis、bea、mfi以及其中两种或更多种的混合类型的骨架结构类型,其中该沸石更优选具有fau和/或bea骨架结构类型,更优选fau骨架结构类型。
[0178]
使实施方案(1)-(29)中任一项具体化的另一优选实施方案(30)涉及所述催化剂,其中该沸石具有fau骨架结构类型,其中该沸石优选选自zsm-3、八面沸石、[al-ge-o]-fau、csz-1、ecr-30、沸石x、沸石y、lz-210、sapo-37、zsm-20、na-x、us-y、na-y、[ga-ge-o]-fau、li-lsx、[ga-al-si-o]-fau、[ga-si-o]-fau以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自zsm-3、八面沸石、csz-1、ecr-30、沸石x、沸石y、lz-210、zsm-20、na-x、us-y、na-y、li-lsx以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自八面沸石、沸石x、沸石y、na-x、us-y、na-y以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自八面沸石、沸石x、沸石y以及其中两种或更多种的混合物,其中更优选该具有fau骨架结构类型的沸石包括沸石x和/或沸石y,优选沸石y,其中更优选该具有fau骨架结构类型的沸石为沸石x和/或沸石y,优选沸石y。
[0179]
使实施方案(1)-(30)中任一项具体化的另一优选实施方案(31)涉及所述催化剂,其中该催化剂基于100重量%该催化剂中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在10-90重量%,优选20-80重量%,更优选30-70重量%,更优选40-60重量%,更优选45-55重量%范围内的量包含该沸石。
[0180]
使实施方案(1)-(31)中任一项具体化的另一优选实施方案(32)涉及所述催化剂,其中该催化剂基于100重量%该催化剂中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在10-90重量%,优选20-80重量%,更优选30-70重量%,更优选40-60重量%,更优选45-55重量%范围内的量包含该无机载体基质。
[0181]
使实施方案(1)-(32)中任一项具体化的另一优选实施方案(33)涉及所述催化剂,其中该催化剂基于100重量%该催化剂包含0-1重量%,优选0-0.1重量%,更优选0-0.01重量%,更优选0-0.001重量%作为元素计算的cl。
[0182]
实施方案(34)涉及一种包含根据实施方案(1)-(33)中任一项的催化剂的模制品。
[0183]
使实施方案(34)具体化的优选实施方案(35)涉及所述模制品,其中该模制品显示出在50-600m2/g,优选150-450m2/g,更优选220-360m2/g,更优选270-310m2/g,更优选280-300m2/g范围内的bet表面积,其中bet表面积优选根据iso 9277:2010测定。
[0184]
使实施方案(34)或(35)具体化的另一优选实施方案(36)涉及所述模制品,其中该模制品显示出在0.2-0.4cm3/g,优选0.26-0.33cm3/g,更优选0.29-0.30cm3/g范围内的总孔体积,其中总孔体积优选根据iso 15901-2:2006测定。
[0185]
使实施方案(34)-(36)中任一项具体化的另一优选实施方案(37)涉及所述模制品,其中该模制品显示出在0.01-0.20cm3/g,优选0.05-0.15cm3/g,更优选0.09-0.11cm3/g范围内的微孔体积,其中微孔体积优选根据iso 15901-3:2007测定。
[0186]
使实施方案(34)-(37)中任一项具体化的另一优选实施方案(38)涉及所述模制品,其中该模制品显示出在1-8nm,优选3.5-5.0nm,更优选4.0-4.2nm范围内的吸附平均孔径(4v/a),其中吸附平均孔径(4v/a)优选根据iso 15901-2:2006测定。
[0187]
使实施方案(34)-(38)中任一项具体化的另一优选实施方案(39)涉及所述模制品,其中该模制品显示出在5-15nm,优选9.0-11.0nm,更优选9.7-9.9nm范围内的解吸平均孔径(4v/a),其中解吸平均孔径(4v/a)优选根据din 66134:1998-02测定。
[0188]
使实施方案(34)-(39)中任一项具体化的另一优选实施方案(40)涉及所述模制品,其中该模制品的铜负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在2-10重量%,优选5.0-6.5重量%,更优选5.5-5.9重量%,更优选5.6-5.8重量%范围内。
[0189]
使实施方案(34)-(40)中任一项具体化的另一优选实施方案(41)涉及所述模制品,其中该模制品显示出该模制品中所含y与该模制品中所含铜的摩尔比在10-20,优选12-15,更优选13.3:1-13.9:1,更优选13.5:1-13.7:1范围内。
[0190]
使实施方案(34)-(41)中任一项具体化的另一优选实施方案(42)涉及所述模制品,其中该模制品的稀土金属负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在5-15重量%,优选9.0-10.5重量%,更优选9.4-9.8重量%,更优选9.5-9.7重量%范围内。
[0191]
使实施方案(34)-(42)中任一项具体化的另一优选实施方案(43)涉及所述模制
品,其中该无机载体基质和该沸石负载有ce,其中该模制品的ce负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量优选在1-5重量%,更优选2.0-3.5重量%,更优选2.5-2.9重量%,更优选2.6-2.8重量%范围内。
[0192]
使实施方案(43)具体化的另一优选实施方案(44)涉及所述模制品,其中该模制品显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的ce的摩尔比y:ce在25:1-100:1,优选55:1-70:1,更优选60:1-66:1,更优选62:1-64:1范围内。
[0193]
使实施方案(34)-(44)中任一项具体化的另一优选实施方案(45)涉及所述模制品,其中该无机载体基质和该沸石负载有sm,其中该模制品的sm负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量优选在1-5重量%,更优选2.0-3.5重量%,更优选2.5-2.9重量%,更优选2.6-2.8重量%范围内。
[0194]
使实施方案(45)具体化的另一优选实施方案(46)涉及所述模制品,其中该模制品显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的sm的摩尔比y:sm在30:1-120:1,优选60:1-90:1,更优选65:1-70:1,更优选66.5:1-68.5:1范围内。
[0195]
使实施方案(34)-(46)中任一项具体化的另一优选实施方案(47)涉及所述模制品,其中该无机载体基质和该沸石负载有la,其中该模制品的la负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量优选在2-8重量%,更优选3.5-5.0重量%,更优选4.0-4.4重量%,更优选4.1-4.3重量%范围内。
[0196]
使实施方案(47)具体化的另一优选实施方案(48)涉及所述模制品,其中该模制品显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的la的摩尔比y:la在25:1-75:1,优选33:1-47:1,更优选38:1-42:1,更优选39:1-41:1范围内。
[0197]
使实施方案(34)-(48)中任一项具体化的另一优选实施方案(49)涉及所述模制品,其中该无机载体基质和该沸石进一步负载有k,其中该模制品的k负载量作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量优选在1-7重量%,更优选3.0-4.5重量%,更优选3.5-3.9重量%,更优选3.6-3.8重量%范围内。
[0198]
使实施方案(49)具体化的另一优选实施方案(50)涉及所述模制品,其中该模制品显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的k的摩尔比y:k在1:1-30:1,优选7:1-20:1,更优选10:1-16:1,更优选12:1-14:1范围内。
[0199]
使实施方案(34)-(50)中任一项具体化的另一优选实施方案(51)涉及所述模制品,其中该模制品作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在10-60重量%,优选25-45重量%,更优选32-36重量%,更优选33-35重量%范围内的量包含y。
[0200]
使实施方案(34)-(51)中任一项具体化的另一优选实施方案(52)涉及所述模制品,其中该模制品作为元素计算并且基于100重量%该模制品中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在5-25重量%,优选10-18重量%,更优选12-16重量%,更优选13-15重量%范围内的量包含x。
[0201]
使实施方案(34)-(52)中任一项具体化的另一优选实施方案(53)涉及所述模制品,其中该模制品显示出该模制品中所含y与该模制品中所含x的摩尔比作为yo2:x2o3计算在1:1-8:1,优选3:1-6:1,更优选4.0:1-5.0:1,更优选4.4:1-4.8:1,更优选4.5:1-4.7:1范围内。
[0202]
使实施方案(34)-(53)中任一项具体化的另一优选实施方案(54)涉及所述模制品,其中该模制品的氢气程序升温还原显示出在175-225℃,优选185-210℃,更优选190-200℃,更优选193-198℃范围内的第一峰和在175-275℃,优选200-250℃,更优选215-240℃,更优选225-230℃范围内的第二峰;并且其中该第一峰的积分提供在50-250μmol/g,优选75-225μmol/g,更优选100-200μmol/g,更优选125-175μmol/g,更优选150-155μmol/g范围内的可还原位点浓度;并且其中该第二峰的积分提供在225-600μmol/g,优选250-450μmol/g,更优选275-400μmol/g,更优选300-350μmol/g,更优选315-325μmol/g范围内的可还原位点浓度。
[0203]
本发明的实施方案(55)涉及一种生产用于将氯化氢氧化成氯气的催化剂,优选根据实施方案(1)-(33)中任一项的催化剂的方法,该方法包括:
[0204]
(i)提供包含无机载体基质和沸石的载体,其中该无机载体基质包含y、o并且任选包含x,其中该沸石在其骨架结构中包含y和o并且任选在其骨架结构中包含x,其中y是四价元素并且x是三价元素,其中
[0205]
该沸石负载在该无机载体基质内;
[0206]
(ii)使该载体与铜,进一步与一种或多种稀土金属并且优选进一步与一种
[0207]
或多种碱金属进行一个或多个离子交换程序,得到催化剂前体;
[0208]
(iii)在气体气氛中煅烧该催化剂前体,得到该催化剂。
[0209]
使实施方案(55)具体化的优选实施方案(56)涉及所述方法,其中该无机载体基质呈重均粒径d50在20-250μm,优选30-200μm,更优选40-150μm,更优选50-120μm,更优选60-100μm,更优选70-90μm,更优选75-85μm范围内的微球颗粒形式,其中重均粒径d50优选根据iso 13317-3:2001测定并且优选根据iso 9276-2:2014计算。
[0210]
使实施方案(55)或(56)具体化的另一优选实施方案(57)涉及所述方法,其中该无机载体基质显示出在0.1-2.5ml/g,优选0.3-1.5ml/g,更优选0.4-1ml/g,更优选0.5-0.75ml/g,更优选0.55-0.65ml/g,更优选0.6-0.62ml/g范围内的hg孔隙率,其中hg孔隙率优选根据iso 15901-1:2016测定。
[0211]
使实施方案(55)-(57)中任一项具体化的另一优选实施方案(58)涉及所述方法,其中该无机载体基质显示出在300-600m2/g,优选350-550m2/g,更优选375-500m2/g,更优选400-475m2/g,更优选425-450m2/g,更优选440-445m2/g范围内的bet表面积,其中bet表面积优选根据iso9277:2010测定。
[0212]
使实施方案(55)-(58)中任一项具体化的另一优选实施方案(59)涉及所述方法,其中该无机载体基质的氨程序升温脱附显示出在150-270℃,优选170-250℃,更优选190-220℃,更优选200-205℃范围内的第一峰;在270-375℃,优选290-355℃,更优选310-335℃,更优选320-325℃范围内的第二峰;并且优选包括在535-640℃,优选555-620℃,更优选575-600℃,更优选585-590℃范围内的第三峰;其中该第一峰的积分提供在0.3-1.5mmol/g,优选0.5-1.3mmol/g,更优选0.75-1.05mmol/g,更优选0.85-0.95mmol/g,更优选0.88-0.9mmol/g范围内的酸位点浓度;其中该第二峰的积分提供在0.3-1.5mmol/g,优选0.5-1.3mmol/g,更优选0.7-1mmol/g,更优选0.8-0.9mmol/g,更优选0.83-0.85mmol/g范围内的酸位点浓度;并且其中该优选第三峰的积分提供在0.01-0.1mmol/g,优选0.02-0.07mmol/g,更优选0.03-0.05mmol/g范围内的酸位点浓度。
[0213]
使实施方案(55)-(59)中任一项具体化的另一优选实施方案(60)涉及所述方法,其中y选自si、sn、ti、zr、ge以及其中两种或更多种的混合物,优选选自si、ti、ge以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自si、ti及其混合物,其中y更优选是si。
[0214]
使实施方案(55)-(60)中任一项具体化的另一优选实施方案(61)涉及所述方法,其中x选自b、al、ga、in以及其中两种或更多种的混合物,优选选自b、al、ga以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自al、ga以及其中两种或更多种的混合物,其中x更优选是al。
[0215]
使实施方案(55)-(61)中任一项具体化的另一优选实施方案(62)涉及所述方法,其中该载体作为元素计算并且基于100重量%该载体中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在15-45重量%,优选22-35重量%,更优选26-31重量%,更优选28-29重量%范围内的量包含y。
[0216]
使实施方案(55)-(62)中任一项具体化的另一优选实施方案(63)涉及所述方法,其中该载体作为元素计算并且基于100重量%该载体中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在10-30重量%,优选16-25重量%,更优选18-23重量%,更优选20-21重量%范围内的量包含x。
[0217]
使实施方案(55)-(63)中任一项具体化的另一优选实施方案(64)涉及所述方法,其中该载体显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与该无机载体基质和该沸石中所含x的摩尔比作为yo2:x2o3计算在0.5:1-10:1,优选1:1-6:1,更优选2.0:1-3.5:1,更优选2.5:1-2.9:1,更优选2.6:1-2.8:1范围内。
[0218]
使实施方案(55)-(64)中任一项具体化的另一优选实施方案(65)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂中该无机载体基质和该沸石的铜负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在2-10重量%,优选5.0-9.0重量%,更优选6.5-7.5重量%,更优选7.0-7.2重量%范围内。
[0219]
使实施方案(55)-(65)中任一项具体化的另一优选实施方案(66)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的铜的摩尔比在3-15,优选7-11,更优选9.0:1-9.3:1,更优选9.1:1-9.2:1范围内。
[0220]
使实施方案(55)-(66)中任一项具体化的另一优选实施方案(67)涉及所述方法,其中该一种或多种稀土金属选自sc、y、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu以及其中两种或更多种的混合物,优选选自la、ce、pr、nd、sm、ho、lu以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自ce、sm、la以及其中两种或更多种的混合物,其中该无机载体基质和该沸石更优选负载有ce,更优选ce和la,更优选ce、sm和la。
[0221]
使实施方案(55)-(67)中任一项具体化的另一优选实施方案(68)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂中该无机载体基质和该沸石的稀土金属负载量以作为元素的该一种或多种稀土金属的总和计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在5-20重量%,优选8-17重量%,更优选10-15重量%,更优选12-13重量%范围内。
[0222]
使实施方案(55)-(68)中任一项具体化的另一优选实施方案(69)涉及所述方法,其中在(ii)中该载体负载ce。
[0223]
使实施方案(69)具体化的另一优选实施方案(70)涉及所述方法,其中在(iii)中
得到的催化剂中该载体的ce负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-6重量%,优选3.0-4.0重量%,更优选3.2-3.8重量%,更优选3.4-3.6重量%范围内。
[0224]
使实施方案(69)或(70)具体化的另一优选实施方案(71)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的ce的摩尔比y:ce在25:1-75:1,优选32:1-50:1,更优选38:1-43:1,更优选40:1-41:1范围内。
[0225]
使实施方案(55)-(71)中任一项具体化的另一优选实施方案(72)涉及所述方法,其中在(ii)中该载体负载sm。
[0226]
使实施方案(72)具体化的另一优选实施方案(73)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂中该无机载体基质和该沸石的sm负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-6重量%,优选3.0-4.0重量%,更优选3.2-3.8重量%,更优选3.4-3.6重量%范围内。
[0227]
使实施方案(72)或(73)具体化的另一优选实施方案(74)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的sm的摩尔比y:sm在25:1-75:1,优选35:1-52:1,更优选41:1-46:1,更优选43:1-44:1范围内。
[0228]
使实施方案(55)-(74)中任一项具体化的另一优选实施方案(75)涉及所述方法,其中在(ii)中该载体负载la。
[0229]
使实施方案(75)具体化的另一优选实施方案(76)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂中该无机载体基质和该沸石的la负载量作为元素计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在2-8.5重量%,优选4.0-6.5重量%,更优选5.0-5.6重量%,更优选5.2-5.4重量%范围内。
[0230]
使实施方案(75)或(76)具体化的另一优选实施方案(77)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的la的摩尔比y:la在10:1-50:1,优选20:1-33:1,更优选24:1-29:1,更优选26:1-27:1范围内。
[0231]
使实施方案(55)-(77)中任一项具体化的另一优选实施方案(78)涉及所述方法,其中在(ii)中该载体进一步负载一种或多种碱金属,其中该一种或多种碱金属优选选自li、na、k、rb、cs以及其中两种或更多种的混合物,优选选自na、k及其混合物,其中该一种或多种碱金属更优选是k。
[0232]
使实施方案(78)具体化的另一优选实施方案(79)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂中该无机载体基质和该沸石的碱金属负载量以作为元素的该一种或多种碱金属的总和计算并且基于100重量%该无机载体基质和该沸石中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量在1-7.5重量%,优选3.0-5.5重量%,更优选4.0-4.6重量%,更优选4.2-4.4重量%范围内。
[0233]
使实施方案(78)或(79)具体化的另一优选实施方案(80)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂显示出该无机载体基质和该沸石中所含y与负载于该无机载体基质和该沸石上的该一种或多种碱金属的摩尔比在1:1-20:1,优选5:1-15:1,更优选8:1-11:1,
更优选9:1-10:1范围内。
[0234]
使实施方案(55)-(80)中任一项具体化的另一优选实施方案(81)涉及所述方法,其中该无机载体基质包含一种或多种选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、氧化镁、粘土以及其中两种或更多种的混合物,优选选自蒙脱石、高岭土、偏高岭土、膨润土、多水高岭石、二重高岭土、珍珠陶土、富硅高岭石以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自高岭土、偏高岭土及其混合物的无机氧化物。
[0235]
使实施方案(55)-(81)中任一项具体化的另一优选实施方案(82)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂显示出在100-600m2/g,优选250-450m2/g,更优选310-380m2/g,更优选330-360m2/g,更优选340-350m2/g范围内的bet表面积,其中bet表面积优选根据iso 9277:2010测定。
[0236]
使实施方案(55)-(82)中任一项具体化的另一优选实施方案(83)涉及所述方法,其中该沸石具有选自fau、gis、mor、lta、fer、ton、mtt、bea、mel、mww、mfs、mfi以及其中两种或更多种的混合类型,优选选自fau、gis、bea、mfi以及其中两种或更多种的混合类型的骨架结构类型,其中该沸石更优选具有fau和/或bea骨架结构类型,更优选fau骨架结构类型。
[0237]
使实施方案(83)具体化的另一优选实施方案(84)涉及所述方法,其中该沸石具有fau骨架结构类型,其中该沸石优选选自zsm-3、八面沸石、[al-ge-o]-fau、csz-1、ecr-30、沸石x、沸石y、lz-210、sapo-37、zsm-20、na-x、us-y、na-y、[ga-ge-o]-fau、li-lsx、[ga-al-si-o]-fau、[ga-si-o]-fau以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自zsm-3、八面沸石、csz-1、ecr-30、沸石x、沸石y、lz-210、zsm-20、na-x、us-y、na-y、li-lsx以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自八面沸石、沸石x、沸石y、na-x、us-y、na-y以及其中两种或更多种的混合物,更优选选自八面沸石、沸石x、沸石y以及其中两种或更多种的混合物,其中更优选该具有fau骨架结构类型的沸石包括沸石x和/或沸石y,优选沸石y,其中更优选该具有fau骨架结构类型的沸石为沸石x和/或沸石y,优选沸石y。
[0238]
使实施方案(55)-(84)中任一项具体化的另一优选实施方案(85)涉及所述方法,其中该载体基于100重量%该催化剂中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在68-90重量%,优选74-84重量%,更优选77-81重量%范围内的量包含该沸石。
[0239]
使实施方案(55)-(85)中任一项具体化的另一优选实施方案(86)涉及所述方法,其中该载体基于100重量%该催化剂中所含y和x作为相应氧化物yo2和x2o3计算的总量以在10-32重量%,优选16-26重量%,更优选19-23重量%范围内的量包含该无机载体基质。
[0240]
使实施方案(55)-(86)中任一项具体化的另一优选实施方案(87)涉及所述方法,其中在(iii)中得到的催化剂基于100重量%该催化剂包含0-1重量%,优选0-0.1重量%,更优选0-0.01重量%,更优选0-0.001重量%作为元素计算的cl。
[0241]
使实施方案(55)-(87)中任一项具体化的另一优选实施方案(88)涉及所述方法,其中该一个或多个离子交换程序在25-110℃,优选50-90℃,更优选70-85℃范围内的温度下进行。
[0242]
使实施方案(55)-(88)中任一项具体化的另一优选实施方案(89)涉及所述方法,其中使该载体进行离子交换包括在温度在70-150℃,优选90-130℃,更优选100-120℃范围内的气体气氛中干燥该催化剂前体。
[0243]
使实施方案(89)具体化的另一优选实施方案(90)涉及所述方法,其中该气体气氛
包含氮气、氧气或其混合物,其中该气体气氛优选为氧气、空气或贫空气。
[0244]
使实施方案(55)-(90)中任一项具体化的另一优选实施方案(91)涉及所述方法,其中在(iii)中的煅烧在400-600℃,优选450-550℃,更优选490-510℃范围内的气体气氛温度下进行。
[0245]
使实施方案(91)具体化的另一优选实施方案(92)涉及所述方法,其中在(iii)中的气体气氛包含氮气、氧气或其混合物,其中在(iii)中的气体气氛优选为氧气、空气或贫空气。
[0246]
本发明的实施方案(93)涉及一种生产包含催化剂的模制品,优选根据实施方案(34)-(54)中任一项的模制品的方法,该方法包括:
[0247]
(a)制备一种包含水、粘合剂或其前体和根据实施方案(1)-(33)中任一项的
[0248]
催化剂的混合物;
[0249]
(b)成型由(a)得到的混合物,得到模制品前体;
[0250]
(c)在气体气氛中煅烧该模制品前体,得到该模制品。
[0251]
使实施方案(93)具体化的优选实施方案(94)涉及所述方法,其中该粘合剂选自无机粘合剂,其中该粘合剂优选包含一种或多种金属氧化物和/或准金属氧化物源,更优选一种或多种选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、氧化镧、氧化镁以及其中两种或更多种的混合物和/或混合氧化物,更优选选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、氧化镁、二氧化硅-氧化铝混合氧化物、二氧化硅-二氧化钛混合氧化物、二氧化硅-二氧化锆混合氧化物、二氧化硅-氧化镧混合氧化物、二氧化硅-二氧化锆-氧化镧混合氧化物、氧化铝-二氧化钛混合氧化物、氧化铝-二氧化锆混合氧化物、氧化铝-氧化镧混合氧化物、氧化铝-二氧化锆-氧化镧混合氧化物、二氧化钛-二氧化锆混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物和/或混合氧化物,更优选选自二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物的金属氧化物和/或准金属氧化物源,其中更优选该粘合剂包含一种或多种二氧化硅源,其中更优选该粘合剂由一种或多种二氧化硅源构成,其中该一种或多种二氧化硅源优选包含一种或多种选自气相二氧化硅、胶体二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、胶体二氧化硅-氧化铝以及其中两种或更多种的混合物的化合物,更优选一种或多种选自气相二氧化硅、胶体二氧化硅及其混合物的化合物,其中更优选该一种或多种粘合剂由气相二氧化硅和/或胶体二氧化硅,更优选胶体二氧化硅构成。
[0252]
使实施方案(93)或(94)具体化的另一优选实施方案(95)涉及所述方法,其中在根据(a)的混合物中,催化剂相对于二氧化硅粘合剂前体中所含的作为sio2计算的si的重量比在1:1-7:1,优选3:1-5:1,更优选3.9:1-4.1:1范围内。
[0253]
使实施方案(93)-(95)中任一项具体化的另一优选实施方案(96)涉及所述方法,其中在根据(a)的混合物中,催化剂相对于水的重量比在0.5:1-7:1,优选1:1-3:1,更优选1.7:1-1.8:1范围内。
[0254]
使实施方案(93)-(96)中任一项具体化的另一优选实施方案(97)涉及所述方法,其中根据(a)制备的混合物进一步包含一种或多种粘度改性和/或成孔剂。
[0255]
使实施方案(97)具体化的另一优选实施方案(98)涉及所述方法,其中该一种或多种粘度改性和/或成孔剂选自水、醇类、有机聚合物以及其中两种或更多种的混合物,其中有机聚合物优选选自纤维素、纤维素衍生物、淀粉、聚氧化烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲
基丙烯酸酯、聚烯烃、聚酰胺、聚酯以及其中两种或更多种的混合物,其中有机聚合物更优选选自纤维素衍生物、聚氧化烯、聚苯乙烯以及其中两种或更多种的混合物,其中有机聚合物更优选选自甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚氧乙烯、聚苯乙烯以及其中两种或更多种的混合物,其中更优选该一种或多种粘度改性和/或成孔剂包含水和羧甲基纤维素。
[0256]
使实施方案(97)或(98)具体化的另一优选实施方案(99)涉及所述方法,其中在根据(a)制备的混合物中,催化剂相对于该一种或多种粘度调节和/或成孔剂的重量比在10:1-30:1,优选15:1-25:1,更优选19:1-21:1范围内。
[0257]
使实施方案(93)-(99)中任一项具体化的另一优选实施方案(100)涉及所述方法,其中在(a)中制备该混合物包括捏合,优选在捏合机或混合碾压机中捏合。
[0258]
使实施方案(93)-(100)中任一项具体化的另一优选实施方案(101)涉及所述方法,其中在(b)中成型包括挤出该混合物。
[0259]
使实施方案(93)-(101)中任一项具体化的另一优选实施方案(102)涉及所述方法,其中在(b)中将该混合物成型为线料,优选具有圆形横截面的线料。
[0260]
使实施方案(102)具体化的另一优选实施方案(103)涉及所述方法,其中具有圆形横截面的线料具有在0.2-10mm,优选0.5-5mm,更优选1-3mm,更优选1.5-2.5mm,更优选1.9-2.1mm范围内的直径。
[0261]
使实施方案(93)-(103)中任一项具体化的另一优选实施方案(104)涉及所述方法,其中根据(b)的成型进一步包括在气体气氛中干燥该模制品前体。
[0262]
使实施方案(104)具体化的另一优选实施方案(105)涉及所述方法,其中干燥在80-160℃,优选100-140℃,更优选110-130℃范围内的气体气氛温度下进行。
[0263]
使实施方案(104)或(105)具体化的另一优选实施方案(106)涉及所述方法,其中该气体气氛包含氮气、氧气或其混合物,其中该气体气氛优选为氧气、空气或贫空气。
[0264]
使实施方案(93)-(106)中任一项具体化的另一优选实施方案(107)涉及所述方法,其中在(c)中的煅烧在400-600℃,优选450-550℃,更优选490-510℃范围内的气体气氛温度下进行。
[0265]
使实施方案(93)-(107)中任一项具体化的另一优选实施方案(108)涉及所述方法,其中在(c)中的气体气氛包含氮气、氧气或其混合物,其中该气体气氛优选为氧气、空气或贫空气。
[0266]
本发明的实施方案(109)涉及一种将氯化氢氧化成氯气的方法,包括:(a)提供包括包含根据实施方案(1)-(33)中任一项的催化剂或实施方案(34)-(54)中任一项的模制品的反应区的反应器;
[0267]
(b)将反应物气流送入由(a)得到的反应区中,其中送入反应区中的反应物
[0268]
气流包含氯化氢和氧气;使所述反应物气流在所述反应区中经受反应条件;以及从所述反应区取出产物料流,所述产物料流包含氯气。
[0269]
使实施方案(109)具体化的优选实施方案(110)涉及所述方法,其中在(a)中根据实施方案(1)-(33)中任一项的催化剂或实施方案(34)-(54)中任一项的模制品存在于固定床和/或流化床,优选固定床中。
[0270]
使实施方案(109)或(110)具体化的另一优选实施方案(111)涉及所述方法,其中在(b)中反应条件包括在300-500℃,优选360-400℃,更优选370-390℃范围内的温度。
[0271]
使实施方案(109)-(111)中任一项具体化的另一优选实施方案(112)涉及所述方法,其中在(b)中反应条件包括在0.05-2mpa,优选0.1-1.5mpa,更优选0.15-1mpa,更优选0.2-0.8mpa,更优选0.25-0.6mpa,更优选0.3-0.5mpa,更优选0.35-0.45mpa,更优选0.3-0.4mpa范围内的压力。
[0272]
使实施方案(109)-(112)中任一项具体化的另一优选实施方案(113)涉及所述方法,其中在(b)中反应物气流中氯化氢与氧气的摩尔比hcl:o2在1:1-5:1,优选1.7:1-2.3:1,更优选1.9:1-2.1:1范围内。
[0273]
使实施方案(109)-(113)中任一项具体化的另一优选实施方案(114)涉及所述方法,其中在(b)中该反应物气流由气时空速在350-550l/(kg*h),更优选420-480l/(kg*h),更优选440-460l/(kg*h)范围内的包含氯化氢的料流供应。
[0274]
使实施方案(109)-(114)中任一项具体化的另一优选实施方案(115)涉及所述方法,其中在(b)中该反应物气流基于100重量%反应物气流含有0.1-2.0重量%,优选0.7-1.3重量%,更优选0.9-1.1重量%h2o。
[0275]
使实施方案(109)-(115)中任一项具体化的另一优选实施方案(116)涉及所述方法,其中在(b)中该反应物气流由包含氯化氢的料流供应,其中该氯化氢由一种或多种异氰酸酯和/或二异氰酸酯与光气的反应,优选亚甲基二苯基异氰酸酯和/或甲苯二异氰酸酯与光气的反应得到。
[0276]
试验部分
[0277]
本发明由下列实施例和参考实施例进一步说明。
[0278]
参考实施例1:总孔体积的测定
[0279]
总孔体积根据iso 15901-2:2006测定。
[0280]
参考实施例2:微孔体积的测定
[0281]
微孔体积根据iso 15901-3:2007测定。
[0282]
参考实施例3:吸附平均孔径(4v/a)的测定
[0283]
吸附平均孔径(4v/a)根据iso 15901-2:2006测定。
[0284]
参考实施例4:解吸平均孔径(4v/a)的测定
[0285]
解吸平均孔径(4v/a)根据din 66134:1998-02测定。
[0286]
实施例1:催化剂制备
[0287]
将100.0g按照制备wo 2004/103558 a1的具有分层开孔结构的载体加入21.85g三水合硝酸铜(cu(no3)2*3h2o)、8.85g六水合硝酸铈(ce(no3)3*6h2o)、8.4g六水合硝酸钐(sm(no3)3*6h2o)和8.95g水合硝酸钾(kno3)溶于200ml蒸馏水中的溶液中。将该混合物在82℃下搅拌30分钟,然后冷却至60℃。在该温度下将该混合物蒸发至干。将所得固体残余物在110℃下进一步干燥过夜,然后在500℃下煅烧5小时而得到108.5g粉末。测得所得粉末的bet表面积为344m2/g。
[0288]
用作原料的具有分层开孔结构的载体具有79%的结晶度,16.6重量%的al含量,0.42重量%的fe含量,4.3重量%的la含量,23.2重量%的si含量和0.86重量%的ti含量。bet表面积为443m2/g,hg孔隙率为0.61ml/g并且该载体显示的nh
3-tpd具有相应酸位点浓度(t
max
/mmol/g)为203℃/0.890mmol/g,321℃/0.841mmol/g和588℃/0.041mmol/g的峰。
[0289]
实施例2:包含催化剂的模制品制备
[0290]
将100.0g根据实施例1制备的催化剂粉末与62.5g胶体二氧化硅(ludox as-40)和5.0g walocel粘合剂(wolf walsrode ag pufas werk kg)混合,其中将所得混合物捏合10分钟,然后加入20.0ml蒸馏水并将所得混合物再捏合20分钟。然后将捏合混合物挤出成直径为2.0mm的线料。然后将该挤出物以3℃/min的速率加热至120℃,在该温度下保持5小时,然后以2℃/min的速率进一步加热至500℃并在该温度下煅烧5小时,得到89.7g煅烧挤出物。将该挤出材料过滤,得到在0.3-0.5mm范围内的分裂级分,然后将其填充到该反应器中。测得bet表面积为289m2/g。
[0291]
所得模制品具有10.5重量%的al含量,25.2重量%的si含量,4.2重量%的cu含量,2.0重量%的ce含量,2.0重量%的sm含量,3.1重量%的la含量和2.7重量%的k。所得模制品的bet表面积为289m2/g,总孔体积为0.295cm3/g,微孔体积为0.10cm3/g,吸附平均孔径(4v/a)为4.08并且解吸平均孔径(4v/a)为9.78nm。实施例2的模制品的h
2-tpr数据示于图2中。
[0292]
实施例3:催化测试
[0293]
在370℃下测试根据实施例2的挤出物并在100小时稳定操作之前和之后分析金属组成。元素分析显示在废催化剂中9.2重量%cl,这意味着所有其他元素减少约9%,但保持摩尔浓度恒定,这表明cu没有很快流失。为此,选择根据实施例2的挤出物的新鲜样品进行长期稳定性试验(1000小时/380℃,1.4nl/h hcl,0.52nl/h n2,0.7nl/h o2),结果与初始试验结果(370℃,2.8nl/h hcl,1.04nl/h n2,1.4nl/h o2)一起示于图1中。因此,由图1所示结果可见,本发明催化剂不仅显示高的氯气产率,而且此外并更重要的是在长期使用时显示高度出人意料的稳定性。
[0294]
在不同条件下进一步评价挤出物,以研究摩尔比hcl:o2和空速的影响。根据实施例2的挤出物在6个不同条件下的测试和所得氯气的产率示于下表中:
[0295][0296][0297]
结果显示o2吸附可能是速率控制步骤。此外,更高的o2分压似乎防止该活性金属通过本体氯化失活。
附图说明
[0298]
图1实施例2的催化剂在根据实施例3的固定床反应器中在380℃(1000h,
[0299]
1.4nl/h hcl,0.52nl/h n2,0.7nl/h o2)下的长期稳定性测试结果,包括在370℃下在不同条件(2.8nl/h hcl,1.04nl/h n2,1.4nl/h o2)
[0300]
下进行的初始试验的结果。
[0301]
图2实施例2的模制品的h
2-tpr数据。
[0302]
引用文献
[0303]-us 4,493,902 a
[0304]-us 5,023,220 a
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[0315]-cn 108097232 a
[0316]-ep 3450014 a1
[0317]-ep 3097976 a1
[0318]-cn 106517095
再多了解一些

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