專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于通過(guò)氣相氧化生產(chǎn)氯的方法用于通過(guò)氣相氧化生產(chǎn)氯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通過(guò)用氧催化氣相氧化氯化氬生產(chǎn)氯的方法，其中所述反應(yīng)在處于絕熱條件的至少兩個(gè)催化劑床上進(jìn)行，還涉及用于進(jìn)行該方法的反應(yīng)器體系。迪肯(Deacon)于1868年開(kāi)發(fā)出的在放熱平衡反應(yīng)中用氧催化氧化氯化氳的方法是氯化工的開(kāi)端。4HC1+02=>2Cl2+2H20然而，現(xiàn)在氯石咸電解嚴(yán)重排擠迪肯法的工業(yè)應(yīng)用。幾乎全部氯的生產(chǎn)都是使用食鹽水溶液的電解獲得的。然而，迪肯法的吸引力近來(lái)又有所提高，這是因?yàn)樵谑澜绶秶鷮?duì)氯的需要比對(duì)氫氧化鈉水溶液(NaCl電解的關(guān)聯(lián)產(chǎn)物)的需要增長(zhǎng)更快。與氪氧化鈉水溶液的生產(chǎn)無(wú)關(guān)的通過(guò)氧化氯化氫生產(chǎn)氯的方法滿(mǎn)足了這種發(fā)展。另外，前體氯化氳易于獲得；其例如在光氣化反應(yīng)期間如在異氰酸酯生產(chǎn)期間作為關(guān)聯(lián)產(chǎn)物大量獲得。在進(jìn)行迪肯法時(shí)耗散和利用反應(yīng)熱是重要的。從迪肯反應(yīng)的開(kāi)始至結(jié)束可以為600至900。C的溫度失控上升將一方面導(dǎo)致催化劑的永久性損傷和另一方面導(dǎo)致反應(yīng)平衡在高溫下不利地向進(jìn)料物方向偏移，帶來(lái)相應(yīng)的收率損失。因此，有利的是保持催化劑床的溫度在反應(yīng)期間為150至60(TC范圍。在成熟方法中，使用流化的熱穩(wěn)定化床形式的催化劑。根據(jù)EP0251731A2，催化劑床通過(guò)外壁調(diào)節(jié)溫度；根據(jù)DE102004006610A，流化床通過(guò)位于床內(nèi)的熱交換器調(diào)節(jié)溫度。這個(gè)方法的有效排熱由于停留時(shí)間的不均勻分布和催化劑磨蝕而存在問(wèn)題，這兩者都導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率的損失。在反應(yīng)器中，可以通過(guò)固定催化劑床實(shí)現(xiàn)窄的停留時(shí)間分布和低的催化劑磨蝕。然而，在這樣的反應(yīng)器中出現(xiàn)了關(guān)于在催化劑床中保持恒溫的問(wèn)題。因此，通常使用恒溫管束式反應(yīng)器，這些具有非常昂貴的冷卻回路，特別是在大型反應(yīng)器的情況下(WO2004/052776A1)。為了改進(jìn)從催化劑床排熱，R&D報(bào)告"SumitomoKagaku",2004-1巻，建議使用由在作為載體的二氧化鈦上的氧化釕制備的固定床催化劑。除催化劑活性高之外，作為該催化劑體系的優(yōu)點(diǎn)還提到了良好的熱導(dǎo)率。然而，因?yàn)榧词乖诖呋瘎┝Ａ蟽?nèi)熱導(dǎo)率高的情況下，床的熱導(dǎo)率仍然低，所以不能通過(guò)這一措施來(lái)顯著改善排熱。EP1170250A1建議在管束式反應(yīng)器中使用催化劑填料(Katalysatorfiillimg),這些催化劑填料在冷卻接觸管的各個(gè)不同區(qū)域具有不同活性。這樣，反應(yīng)進(jìn)程被充分延遲，從而使得所產(chǎn)生的反應(yīng)熱可以更容易通過(guò)接觸管壁除去。類(lèi)似結(jié)果據(jù)稱(chēng)還通過(guò)用惰性材料有目的地稀釋催化劑床而實(shí)現(xiàn)。該解決方案的缺點(diǎn)在于必須開(kāi)發(fā)兩種或更多種催化劑系統(tǒng)并用于接觸管中，而且反應(yīng)器的容量由于使用惰性材料而受到損害。盡管在一般意義上，在公開(kāi)文獻(xiàn)WO2004/037718和WO2004/014845中除了優(yōu)選的等溫過(guò)程之外還提到了絕熱的催化氧化氯化氬的可能性。然而，沒(méi)有描述絕熱實(shí)施的氯化氳氧化的具體實(shí)施方案。因此，仍然一點(diǎn)也不清楚在對(duì)于整個(gè)方法完全絕熱操作方式的情況下如何從放熱反應(yīng)中去除反應(yīng)熱和如何能避免對(duì)催化劑的損害。然而，根據(jù)這些文獻(xiàn)，氯化氬的氧化實(shí)際上是作為在管束式反應(yīng)器中的固定床方法等溫進(jìn)行的，如上所述，該管束式反應(yīng)器需要極端昂貴地進(jìn)行調(diào)節(jié)的冷卻系統(tǒng)。原則上，所有記載的管束式反應(yīng)器還都很復(fù)雜和需要高額投資費(fèi)用。關(guān)于催化劑床的機(jī)械強(qiáng)度和均勻恒溫的問(wèn)題隨結(jié)構(gòu)尺寸出現(xiàn)越來(lái)越大的問(wèn)題和使得這類(lèi)大型設(shè)備單元不經(jīng)濟(jì)。因此，有利的是提供一種簡(jiǎn)單方法，其可以在簡(jiǎn)單反應(yīng)器中進(jìn)行，而無(wú)需用于反應(yīng)器中熱量管理的昂貴體系。這些反應(yīng)器能容易地轉(zhuǎn)換到工業(yè)規(guī)模和無(wú)論尺寸如何均廉價(jià)耐用。在這類(lèi)反應(yīng)器中，反應(yīng)焓定量地反映了進(jìn)料氣物流和產(chǎn)物氣物流之間的溫度差。至今，針對(duì)氯化氫與含氧氣體物流的放熱氣相氧化，既沒(méi)有描述使用這樣的反應(yīng)器，也沒(méi)有闡述合適的催化劑和合適的方法。最初用于迪肯法的催化劑(例如含有活性物料CuCl2的負(fù)載的催化劑)僅具有低的活性。盡管可以通過(guò)提高反應(yīng)溫度而提高活性，缺點(diǎn)是活性組分的揮發(fā)性導(dǎo)致催化劑在升高溫度下快速失活。另外，氧化氯化氬而得到氯是平衡反應(yīng)。提高溫度時(shí)，平衡位置向著不利于期望的最終產(chǎn)物方向遷移。因此，通常使用具有盡可能高活性的催化劑，這容許反應(yīng)在較低溫5度進(jìn)行。已知的高活性催化劑基于釕。DE-A19748299描述了含有活性物料氧化釕或者釕混合氧化物的經(jīng)負(fù)載的催化劑。其中，氧化釕的含量為0.1重量％至20重量％,氧化釕的平均粒徑為l.Onm至10.0nm。所述反應(yīng)在90。C至150。C溫度進(jìn)行。由DE-A19734412已知其它的基于釕的經(jīng)負(fù)載催化劑含有至少一種選自二氧化鈦或氧化鋯化合物的氯化釕催化劑，釕-羰基絡(luò)合物、無(wú)機(jī)酸的釕鹽、釕-亞硝?；j(luò)合物、釕-胺絡(luò)合物、有機(jī)胺的釕絡(luò)合物或乙酰丙酮合釕絡(luò)合物。所述反應(yīng)在IO(TC至500。C溫度進(jìn)行，優(yōu)選在200。C至380°C。在兩個(gè)申請(qǐng)DE-A19748299和DE-A19734412中，所述催化劑均用于固定床或流化床?？諝饣蚣冄跤米餮跗鹗嘉镔|(zhì)。然而，迪肯反應(yīng)仍然是放熱反應(yīng)和需要溫度控制，即使當(dāng)使用這樣的高活性催化劑時(shí)也是如此。由此，存在這樣的任務(wù)，也即提供用于催化氧化氯化氬而得到氯的方法，該方法可以在簡(jiǎn)單反應(yīng)器中進(jìn)行，而無(wú)需在反應(yīng)器中用于熱量管理的復(fù)雜系統(tǒng)。令人驚訝地，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)在至少兩個(gè)催化劑床上于絕熱條件進(jìn)行反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)。因此，本發(fā)明涉及一種通過(guò)用氧催化氣相氧化氯化氫而生產(chǎn)氯的方法，其特征在于，所述反應(yīng)在至少兩個(gè)催化劑床上于絕熱條件進(jìn)行。所述反應(yīng)優(yōu)選在至少兩個(gè)串聯(lián)的催化劑床上進(jìn)行。除氧和氯化氫之外，工藝氣體還可以包含其它次要成分，例如氮?dú)狻⒍趸?、一氧化碳或水。氯化氬可以?lái)自(例如用于生產(chǎn)聚異氰酸酯的)上游生產(chǎn)過(guò)程，并可以包含其它雜質(zhì)(例如光氣)。根據(jù)本發(fā)明，于絕熱條件在催化劑上進(jìn)行該方法意味著基本上既不從外部向各催化劑床中的催化劑提供熱量也不從其中去除熱量(通過(guò)反應(yīng)氣體進(jìn)入和離開(kāi)而提供或除去的熱量除外)。技術(shù)上，這是通過(guò)以本身已知的方式隔離催化劑實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明必要的是絕熱地操作單獨(dú)的催化劑床，使得特別是其中沒(méi)有配備用于排熱的裝置。如果該方法作為整體來(lái)考慮，那么根據(jù)本發(fā)明也包括其中例如通過(guò)使用各個(gè)催化劑床之間連接的熱交換器而去除反應(yīng)熱的情況。與常規(guī)的等溫操作方式相比，根據(jù)本發(fā)明的催化劑床絕熱操作方式的優(yōu)點(diǎn)特別在于不必在催化劑床中配備用于排熱的裝置，而這帶來(lái)了可觀的構(gòu)造簡(jiǎn)化。在制造反應(yīng)器時(shí)和當(dāng)改變?cè)摲椒ǖ囊?guī)模時(shí)，這特別產(chǎn)生了簡(jiǎn)化。這里，催化劑床理解為任何本身已知外觀形式的催化劑配置，例如固定床、流化床或者移動(dòng)床。優(yōu)選固定床配置。按本身的意義來(lái)說(shuō)，這包括這樣的催化劑床，也即任何形式的松散的、經(jīng)負(fù)載或者未經(jīng)負(fù)載的以及為合適的填料形式的催化劑。在這里使用時(shí)，表述催化劑床還包括在載體材料或者在結(jié)構(gòu)化催化劑載體上的合適填料的連貫區(qū)域。這些是例如具有相對(duì)大幾何表面積或者有金屬絲織物層的涂覆陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)，其上固定有例如催化劑顆粒。在該新方法中，優(yōu)選使用固定催化劑床。該方法的另外的優(yōu)選實(shí)施方案的特征在于離開(kāi)至少一個(gè)催化劑床的工藝氣體混合物流經(jīng)位于該催化劑床下游的至少一個(gè)熱交換器。在該方法的另一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，離開(kāi)的工藝氣體混合物流過(guò)其中的至少一個(gè)、優(yōu)選一個(gè)熱交換器位于各催化劑床的下游。在優(yōu)選實(shí)施方案中，至少一個(gè)熱交換器位于至少一個(gè)催化劑床的下游。特別優(yōu)選地，離開(kāi)催化劑床的氣體混合物流過(guò)其中的至少一個(gè)、更優(yōu)選地僅一個(gè)熱交換器位于各催化劑床的下游。優(yōu)選地，多于兩個(gè)催化劑床還可以串聯(lián)用于該方法，特別是至多12個(gè)、優(yōu)選至多8個(gè)催化劑床。特別優(yōu)選的是利用3至8個(gè)互相串聯(lián)的催化劑床的方法。所述催化劑床可以設(shè)置在一個(gè)反應(yīng)器中或者分散設(shè)置在數(shù)個(gè)反應(yīng)器中。將所迷催化劑床設(shè)置在一個(gè)反應(yīng)器中導(dǎo)致使用設(shè)備的數(shù)目減少。另外，一些串聯(lián)連接的催化劑床可以彼此獨(dú)立地被一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接的催化劑床替換或補(bǔ)充。使用并聯(lián)連接的催化劑床使得能夠尤其能夠替換或者補(bǔ)充這些催化劑床而同時(shí)保持整個(gè)方法的連續(xù)操作。然而，本發(fā)明的方法優(yōu)選具有至少兩個(gè)串聯(lián)連接的催化劑床。特別地，并聯(lián)連接和串聯(lián)連接的催化劑床還可以彼此結(jié)合。然而，本發(fā)明的方法特別優(yōu)選具有僅僅串聯(lián)連接的催化劑床。如果優(yōu)選使用并聯(lián)連接的催化劑床，那么特別是至多5條、優(yōu)選3條、特別優(yōu)選至多2條生產(chǎn)線(xiàn)(任選地由串聯(lián)連接的催化劑床組成)是并if關(guān)連接的。因此，該新方法可以以例如高達(dá)60個(gè)和至少兩個(gè)催化劑床操作。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選使用的反應(yīng)器可以例如由含一個(gè)或多個(gè)熱隔離的催化劑床的簡(jiǎn)單容器構(gòu)成，例如描述于UllmannsEncyclopediaofIndustrialChemistry(第五版，完全更新,B4巻，第95-104頁(yè)，第210-216頁(yè))。也就是說(shuō)，可以使用例如單級(jí)或者多級(jí)的固定床反應(yīng)器、徑向流反應(yīng)器或者淺床反應(yīng)器。然而，根據(jù)本發(fā)明，由于上述缺點(diǎn)，優(yōu)選不使用管束式反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)闆](méi)有從催化劑床發(fā)生排熱，這類(lèi)反應(yīng)器對(duì)于容納催化劑床而言不是必需的。所述催化劑或其催化劑床以本身已知的方式安裝在反應(yīng)器的氣體透過(guò)性間壁(Wandung)之上或其之間。特別是在薄催化劑床情況下，在催化劑床之上、之下或者之上和之下安裝用于均勻分布?xì)怏w的工業(yè)裝置。這可以是多孔板、泡罩式塔盤(pán)、浮閥塔盤(pán)或者其它插入物，這些通在使用固定床的實(shí)施方案情況下催化劑床中氣體的空管速度優(yōu)選為0.1至10米/秒。在本發(fā)明的方法的一個(gè)特別實(shí)施方案中，在引入催化劑床之前優(yōu)選使用0.25至10當(dāng)量的氧每當(dāng)量氯化氫的摩爾比。通過(guò)提高氧的當(dāng)量對(duì)一當(dāng)量氯化氫的比，一方面可以促進(jìn)反應(yīng)并由此提高時(shí)空產(chǎn)率(單位反應(yīng)器體積生產(chǎn)的氯的數(shù)量)，另一方面可以讓反應(yīng)平衡向有利于產(chǎn)物的方向遷移。在本方法的另一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，進(jìn)入第一催化劑床的氣體混合物的入口溫度是150至400°C，優(yōu)選200至370°C。包含氯化氫和氧的進(jìn)料氣體物流還可以?xún)?yōu)選僅在第一催化劑床之前引入。這具有下列好處即整個(gè)進(jìn)料氣體物流可以用于吸取和除去全部催化劑床的反應(yīng)熱。然而，也可以根據(jù)需要在第一催化劑床下游的一個(gè)或者數(shù)個(gè)催化劑床之前向氣體物流中計(jì)量添加氯化氫和/或氧。反應(yīng)溫度還可以通過(guò)在所用催化劑床之間的氣體輸入來(lái)控制。在本發(fā)明方法的特別優(yōu)選實(shí)施方案中，在至少一個(gè)所用催化劑床之后，特別優(yōu)選在每一所用催化劑床之后冷卻反應(yīng)氣體。為此，讓反應(yīng)氣體流過(guò)位于各催化劑床下游的一個(gè)或多個(gè)熱交換器。這些熱交換器可以是為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的熱交換器，例如管束式熱交換器、板式熱交換器、環(huán)形槽熱交換器、螺旋狀熱交換器、鰭管式熱交換器或者微型熱交換器。在該方法的一個(gè)特別實(shí)施方案中，當(dāng)在熱交換器中冷卻產(chǎn)物氣體時(shí)產(chǎn)生蒸氣。在該方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，串聯(lián)連接的催化劑床在從一個(gè)催化劑床到另一催化劑床升高或者降低的平均溫度操作。這意味著在催化劑床序列內(nèi)，從一個(gè)催化劑床到另一催化劑床的溫度可以容許升高或降低。由此，可能特別有利的是首先讓一個(gè)催化劑床至另一催化劑床的平均溫度升高，由此增加催化劑活性，然后在隨后的最后床中讓平均溫度再次降低，從而使平衡遷移。這可以例如經(jīng)由連接在催化劑床之間的熱交換器的控制來(lái)調(diào)節(jié)。用于調(diào)節(jié)平均溫度的其它可能性描述如下。在優(yōu)選的屬于該新方法的步驟中，所形成的氯經(jīng)分離。所述分離步驟通常包括數(shù)個(gè)階段，也即分離和任選地返回來(lái)自催化氧化氯化氬的產(chǎn)物氣體物流的未反應(yīng)的氯化氫，干燥主要包含氯和氧的物流，并從經(jīng)干燥的物流分離氯。未反應(yīng)的氯化氫和所形成的水蒸汽的分離可以通過(guò)冷卻來(lái)冷凝出來(lái)自氯化氫氧化的產(chǎn)物氣體物流的鹽酸水溶液而獲得。氯化氫還可以被稀鹽酸或水吸收。在該方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，在/人產(chǎn)物物流中分離氯和水之后和在分流少量氣體以保持可能隨著進(jìn)料物而夾帶進(jìn)來(lái)的氣體組分保持恒定之后，將未反應(yīng)的氯化氫和/或氧再次輸送到反應(yīng)中。返回的氯化氫和/或氧可以再被返回到一個(gè)或多個(gè)催化劑床之前和事先調(diào)節(jié)到入口溫度(任選地利用熱交換器)。有利的是，產(chǎn)物氣體的冷卻和返回的氯化氮和/或氧的加熱通過(guò)讓所述氣體物流彼此逆流通過(guò)熱交換器而實(shí)現(xiàn)。該新方法優(yōu)選在1-30巴的壓力;^喿作，更優(yōu)選地1-20巴，特別優(yōu)選1-15巴。每一催化劑床之前的進(jìn)料氣體混合物的溫度優(yōu)選是150至40(TC,更優(yōu)選地200至37CTC,特別優(yōu)選250至350°C。優(yōu)選在進(jìn)入到各個(gè)催化劑床之前均化氣體混合物。被流過(guò)的催化劑床的厚度可以選擇為相同或者不同，并且適宜地為l厘米至8米，優(yōu)選5厘米至5米，特別優(yōu)選30厘米至2.5米。優(yōu)選使用固定在載體上的催化劑。所述催化劑優(yōu)選包含以下元素中的至少一種銅、鉀、鈉、鉻、鈰、金、鉍、釕、銠、鉑以及選自元素周期表第VIII副族的元素。這些優(yōu)選以氧化物或囟化物或者混合氧化物/卣化物形式使用，特別是氯化物或氧化物/氯化物。這些元素或其化合物可以單獨(dú)使用或以任意組合使用。這些元素的優(yōu)選化合物包括氯化銅、氧化銅、氯化鉀、氯化鈉、氧化鉻、氧化鉍、氧化釕、氯化釕、氯氧化釕、氧化銠。特別優(yōu)選由含卣化物和/或含氧的釕化合物組成。載體組分可以完全或者部分地由下列組成二氧化鈦、氧化錫、氧化鋁、氧化鋯、氧化釩、氧化鉻、二氧化硅、硅石、碳納米管或上述物質(zhì)的混合物或化合物，比如特別是混合氧化物例如硅-鋁氧化物。特別優(yōu)選的載體材料是氧化錫和碳納米管。經(jīng)4了載體催化劑例如可以通過(guò)用RuCl3和任選的用于摻雜目的的助催化劑的水溶液浸漬載體材料而獲得。所述催化劑可以在浸漬載體材料之后或者優(yōu)選之前成型。適用于摻雜催化劑的助催化劑是堿金屬例如鋰、鈉、鉀、銣和銫，優(yōu)選鋰、鈉和鉀，特別優(yōu)選^f,;咸土金屬例如4美、鈣、鍶、和鋇，優(yōu)選4美和鈣，特別優(yōu)選4美，稀土金屬例如鈧、4乙、鑭、鈰、鐠和4女，優(yōu)選4亢、釔、鑭和鈰，特別優(yōu)選鑭和鈰，或者它們的混合物。然后，所述成型體可以在100至40(TC溫度經(jīng)干燥和任選地煅燒，優(yōu)選100至30(TC,例如在氮?dú)猓瑲鍤饣蚩諝鈿夥障?。成型體優(yōu)選首先在100-150。C干燥，然后在200至400。C煅燒。催化劑床中催化劑的溫度適宜地為15(TC至800°C，優(yōu)選20(TC至450°C，特別優(yōu)選250。C至400°C。催化劑床的溫度優(yōu)選通過(guò)以下措施中的至少一種來(lái)調(diào)節(jié)-催化劑床的尺寸定制，-調(diào)節(jié)催化劑床之間的排熱，-在催化劑床之間添加進(jìn)料氣體，-進(jìn)料物的摩爾比，-進(jìn)料物的濃度，-在催化劑床上游和/或之間添加惰性氣體，特別是氮?dú)狻⒍趸?。原則上，催化劑和經(jīng)負(fù)載的催化劑可以具有任何形狀，例如珠粒、棒、填充圈或顆?；蚱８鶕?jù)本發(fā)明使用的催化劑床的催化劑組成可以是相同或不同的。在優(yōu)選實(shí)施方案中，在各個(gè)床中使用相同的催化劑。然而，在各個(gè)床中也可以有利地使用不同的催化劑。由此，較低活性的催化劑可以特別用于其中反應(yīng)產(chǎn)物的濃度相對(duì)高的第一催化劑床中，和催化劑的活性可以在其它的催化劑床中從一個(gè)催化劑床到另一個(gè)催化劑床提高。催化劑活性還可以通過(guò)用惰性物質(zhì)或者載體材料來(lái)稀釋而控制。使用本發(fā)明的方法，每1克的催化劑可以生產(chǎn)0.1克/小時(shí)至10克/小時(shí)氯，優(yōu)選0.5克/小時(shí)至5克/小時(shí)氯。由此，本發(fā)明的方法的特點(diǎn)在于高的時(shí)空產(chǎn)率，由此帶來(lái)所用設(shè)備的尺寸降低和設(shè)備和反應(yīng)器的筒化。用于本發(fā)明的方法的進(jìn)料物是已經(jīng)生產(chǎn)和輸送的氯化氬，例如作為來(lái)自有機(jī)胺(特別是二胺)的光氣化作用而得到異氰酸酯(特別是二異氰酸酯)的關(guān)聯(lián)產(chǎn)物，或者來(lái)自在苯的氣相光氣化作用而得到碳酸二苯酯的關(guān)聯(lián)產(chǎn)物。氧可以作為純氧或者優(yōu)選地，以含氧氣體(特別是空氣)形式供應(yīng)。所生產(chǎn)的氯可以用于例如生產(chǎn)光氣和任選地返回至連接的生產(chǎn)過(guò)程。本發(fā)明的主題還在于用于讓包含氯化氫和氧的氣體反應(yīng)的反應(yīng)器體系，至少包括針對(duì)氯化氫和氧或者針對(duì)氯化氫和氧的混合物的管路和至少兩個(gè)串聯(lián)連接的熱隔離的催化劑床。本發(fā)明方法的優(yōu)選的工作實(shí)施例示于圖l至4中，但不由此將本發(fā)明限制于此。實(shí)施例實(shí)施例1圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法，其中具有順序分布在三個(gè)分開(kāi)的反應(yīng)器之間的三個(gè)串聯(lián)的催化劑床。進(jìn)料氣體在笫一反應(yīng)器的上游混合并供給到該反應(yīng)器。在每個(gè)反應(yīng)器后，離開(kāi)的產(chǎn)物氣體使用常規(guī)構(gòu)造類(lèi)型的管束式熱交換器冷卻。在離開(kāi)第三熱交換器之后，從產(chǎn)物氣體中分離氯和水。實(shí)施例2圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法，其中具有在集成反應(yīng)器中的三個(gè)串聯(lián)催化劑床。進(jìn)料氣體在反應(yīng)器的上游混合并供給到該反應(yīng)器。在每一催化劑床之后，使用也被整合到該反應(yīng)器的壓力容器中的熱交換器冷卻離開(kāi)的產(chǎn)物氣體。在離開(kāi)反應(yīng)器之后，從產(chǎn)物氣體中分離氯和水。實(shí)施例3圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的方法，其根據(jù)大體上對(duì)應(yīng)于圖l所示的構(gòu)造。區(qū)別在于，在串聯(lián)的第二和笫三反應(yīng)器的上游，將新鮮的進(jìn)料氣體引入來(lái)自前一反應(yīng)器的經(jīng)冷卻的產(chǎn)物氣體。實(shí)施例4圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的方法，其根據(jù)大體上對(duì)應(yīng)于圖3所示的構(gòu)造。區(qū)別在于從產(chǎn)物氣體物流中分離出來(lái)的氯化氫和氧被返回并與進(jìn)料氣體物流在第一反應(yīng)器之前混合。實(shí)施例5工作實(shí)施例在試驗(yàn)設(shè)備中，通過(guò)用氧催化氣相氧化氯化氫生產(chǎn)氯。使用在作為載體材料的二氧化錫之上的經(jīng)煅燒的氯化釕作為催化劑。試驗(yàn)設(shè)備由六個(gè)串聯(lián)連接的反應(yīng)器組成，其中每個(gè)都具有熱隔離的催化劑床。熱交換器位于各反應(yīng)器之間，也就是說(shuō)總共五個(gè)，這些熱交換器將來(lái)自各相應(yīng)的上游反應(yīng)器的氣體物流冷卻至各個(gè)下游反應(yīng)器所需的入口溫度。使用電預(yù)熱器將氧(29千克/小時(shí))以及氮(25千克/小時(shí))和二氧化碳(13.5千克/小時(shí))加熱至大約305。C并引入第一反應(yīng)器。將氯化氬(47.1千克/小時(shí))加熱至大約15CTC,然后分成總共6個(gè)分物流。這些氯化氬分物流的每一個(gè)被供給至各個(gè)反應(yīng)器，在第一反應(yīng)器中，氯化氫分物流在電預(yù)熱器和反應(yīng)器入口之間被添加到由氧、氮和二氧化碳組成的氣體物流中。其它氯化氳分物流的每一個(gè)被添加至五個(gè)熱交換器之一上游的氣體物流中。表l示出了進(jìn)入和離開(kāi)所有六個(gè)反應(yīng)器的氣體混合物的溫度以及供給到各個(gè)反應(yīng)器的氯化氫的數(shù)量。氯化氬的總轉(zhuǎn)化率為82.4%。表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>附圖標(biāo)記含義1氯化氫(進(jìn)料物)2氧(進(jìn)料物)3混合進(jìn)料物氣體物流4，5,6反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體7,8,9通過(guò)換熱器冷卻的產(chǎn)物氣體10氯化氬(來(lái)自產(chǎn)物氣體)11氧(來(lái)自產(chǎn)物氣體)12氯13水14,16,18冷卻介質(zhì)輸入5，7，19冷卻介質(zhì)排出20,21新鮮進(jìn)料物輸入(氯化氬和/或氧)22將從產(chǎn)物氣體中分離的氯化氫和/或氧返回i,n，m反應(yīng)器床IV,V,VI熱交換器VII根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于產(chǎn)物物流的材料分離權(quán)利要求1.通過(guò)用氧催化氣相氧化氯化氫生產(chǎn)氯的方法，該方法至少包括讓氯化氫和氧在至少兩個(gè)處于絕熱條件的催化劑床上反應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，所述反應(yīng)在至少兩個(gè)串聯(lián)連接的催化劑床上進(jìn)行。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，催化劑床中催化劑的溫度，特別是在反應(yīng)期間，為150。C至800°C,優(yōu)選200至450。C。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3至少一項(xiàng)的方法，其特征在于，離開(kāi)至少一個(gè)催化劑床的工藝氣體混合物隨后流經(jīng)該催化劑床下游的至少一個(gè)熱交換器。5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，離開(kāi)的工藝氣體混合物從其中流過(guò)的至少一個(gè)熱交換器，優(yōu)選單獨(dú)的熱交換器位于各個(gè)催化劑床的下游。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的方法，其特征在于，從熱交換器除去的反應(yīng)熱用于產(chǎn)生水蒸汽。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6至少一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述反應(yīng)在1-30巴的壓力進(jìn)行。8.根據(jù)權(quán)利要求l-7至少一項(xiàng)的方法，其特征在于，進(jìn)入第一催化劑床的氣體混合物的入口溫度為150至400。C，優(yōu)選200至370。C。9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中進(jìn)入各個(gè)催化劑床的氣體混合物的入口溫度為150至400°C,優(yōu)選200至370。C,特別優(yōu)選250至350°C。10.根據(jù)權(quán)利要求l-9之一的方法，其特征在于，所述串聯(lián)連接的催化劑床在從一個(gè)催化劑床到另一個(gè)催化劑床升高或者降低的平均溫度操作。11.根據(jù)權(quán)利要求l-10之一的方法，其特征在于，在各個(gè)催化劑床入口上游的氧對(duì)氯化氬的摩爾比為0.25至10當(dāng)量的氧，優(yōu)選0.5至5當(dāng)量的氧每當(dāng)量的氯化氫。12.根據(jù)權(quán)利要求1-11至少一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述反應(yīng)在2至12個(gè)，優(yōu)選2至8個(gè)，特別優(yōu)選3至8個(gè)串聯(lián)連接的催化劑床上進(jìn)行。13.根據(jù)權(quán)利要求l-12之一的方法，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的催化劑床可以各自獨(dú)立地用兩個(gè)或更多個(gè)并聯(lián)連接的催化劑床替換。14.根據(jù)權(quán)利要求l-13之一的方法，其特征在于，含有氯化氫和氧的進(jìn)料氣體物流僅供應(yīng)至第一催化劑床。15.根據(jù)權(quán)利要求l-14之一的方法，其特征在于，將新鮮的氯化氫和/或氧計(jì)量加入位于第一催化劑床下游的一個(gè)或多個(gè)催化劑床上游的工藝氣體物流中。16.根據(jù)權(quán)利要求l-15之一的方法，其特征在于，所述催化劑包括至少一種選自下列的元素銅、鉀、鈉、鉻、鈰、金、鉍、釕、銠、鉑和選自元素周期表第VIII副族的元素。17.根據(jù)權(quán)利要求l-16之一的方法，其特征在于，所述催化劑基于釕或釕化合物。18.根據(jù)權(quán)利要求l-17之一的方法，其特征在于，在各個(gè)催化劑床中催化劑的活性不同和特別是由一個(gè)催化劑床至另一催化劑床催化劑的活性升高。19.根據(jù)權(quán)利要求l-]8之一的方法，其特征在于，將催化劑床中的催化劑施加至惰性載體。20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于，所述催化劑載體完全或部分地由下列構(gòu)成二氧化鈦、氧化錫、氧化鋁、氧化鋯、氧化釩、氧化鉻、二氧化硅、硅石、碳納米管或上述物質(zhì)的混合物或化合物。21.用于讓包含氯化氬和氧的氣體反應(yīng)的反應(yīng)器體系，至少包括針對(duì)氯化氬和氧或者針對(duì)氯化氫和氧的混合物的管路和至少兩個(gè)串聯(lián)連接的熱隔離的催化劑床。全文摘要本發(fā)明涉及通過(guò)用氧催化氣相氧化氯化氫生產(chǎn)氯的方法，其中所述反應(yīng)在處于絕熱條件的至少兩個(gè)催化劑床上進(jìn)行，還涉及用于進(jìn)行該方法的反應(yīng)器體系。文檔編號(hào)C01B7/04GK101448734SQ200780018457公開(kāi)日2009年6月3日申請(qǐng)日期2007年5月16日優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日發(fā)明者A·沃爾夫,L·姆萊茲科,O·F·-K·施盧特,S·舒伯特申請(qǐng)人:拜爾材料科學(xué)股份公司