發(fā)布時(shí)間：2022-02-11 16:07

　　Cl₂是一種十分重要的化工原料,它的廣泛使用伴隨著大量HCl的產(chǎn)生,這些HCl純度較低且供應(yīng)過(guò)剩,其消化利用已成為制約氯堿、聚氨酯、氟/氯化工等涉氯行業(yè)發(fā)展的共性難題。HCl催化氧化是實(shí)現(xiàn)氯資源循環(huán)利用的有效方法,釕基催化劑在HCl催化氧化反應(yīng)中展現(xiàn)了優(yōu)異的活性,然而其需要在高氧氣分壓即進(jìn)料比n（HCl/O₂）≤1:2下才能保持優(yōu)異的活性,這大大限制了這一工藝的推廣應(yīng)用。本文采用水熱合成法,制備出了不同形貌和晶面的SnO₂,然后以其為載體合成了RuO₂/SnO₂催化劑,重點(diǎn)考察了SnO₂載體形貌效應(yīng)對(duì)低氧氣分壓即進(jìn)料比n（HCl/O₂）=4:1條件下的催化HCl氧化反應(yīng)的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下:1)采用等體積浸漬法制得RuO₂/SnO₂催化劑,考察其在不同的反應(yīng)溫度（250-390 ^oC）、質(zhì)量空速(4-35 h^-1)、進(jìn)料比（n（HCl/O

【文章來(lái)源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

甲苯二異氰酸酯生產(chǎn)的簡(jiǎn)化流程圖

第一章緒論3第三步是吸收-氧化，即經(jīng)氧化后的氣體中含有少量的NOCl、HCl和大量的Cl2，NOCl被酸吸收，HCl被氧化。第四步是H2SO4的循環(huán)再生，反應(yīng)式為（8）：NO+NO2+2H2SO4=2NOHSO4+H2O（8）相對(duì)于電解法和催化氧化法無(wú)機(jī)物氧化法的優(yōu)點(diǎn)是不需要加熱，反應(yīng)速率較快，所需反應(yīng)器體積較小，轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%[7-8]。缺點(diǎn)是由于反應(yīng)過(guò)程比較復(fù)雜，難以分離出較多種類(lèi)的副產(chǎn)物，且能耗偏大，反應(yīng)物與生成物中均存在強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)（硝酸、硫酸、NO2、NO），對(duì)設(shè)備的腐蝕性較強(qiáng)，致使反應(yīng)器所需材料要使用特殊材料，增加了生產(chǎn)設(shè)備的投資成本，同時(shí)副產(chǎn)大量的廢酸，使得后續(xù)處理成本升高。這些缺點(diǎn)限制了該方法的廣泛應(yīng)用。圖1.2Kel-Chlor工藝的流程簡(jiǎn)圖[8]1.2.2電解法電解法是將HCl氣體吸收在水中，在形成22%的鹽酸水溶液后，在陽(yáng)極和陰極進(jìn)行電解，從陽(yáng)極獲得Cl2，從陰極獲得H2，示意圖如1.3a所示[3]。具體的電解反應(yīng)式為（9）所示：2HCl=Cl2+H2（9）電解過(guò)程如（10）–（11）所示：陽(yáng)極：2Cl-=Cl2+2e-（10）陰極：2H++2e-=H2（11）

第一章緒論4(a)(b)圖1.3(a)傳統(tǒng)的電解示意圖(b)OCD的電解示意圖[3]近年來(lái)很多文獻(xiàn)對(duì)電解法中電解液的組成、電極材料的選擇等方法進(jìn)行了深入的研究，如DuPont利用Nafion離子交換膜為提供HCl氣體給陽(yáng)極，然后被陽(yáng)極表面氧化產(chǎn)生Cl2，產(chǎn)生的質(zhì)子（H+）通過(guò)離子交換膜，然后到達(dá)陰極被還原為H2。此工藝的HCl的轉(zhuǎn)化率為70–85％，而且HCl以氣體形式反應(yīng)，不需要用水吸收[8-10]。如Bayer，UhdeNora和DeNora合開(kāi)發(fā)的技術(shù)，調(diào)節(jié)HCl濃度后，將來(lái)自電解槽的17％的鹽酸水溶液再循環(huán)到電解過(guò)程中，并采用氧氣去極化陰極（ODC），電解示意圖如1.3b所示[3]。具體的電解反應(yīng)式為（12）所示：2HCl+1/2O2=Cl2+H2O（12）反應(yīng)過(guò)程如（13）–（14）所示：陽(yáng)極：2Cl-=Cl2+2e-（13）陰極：1/2O2+2H++2e-=H2O（14）然而該工藝的單位能耗高達(dá)1080Kw·h（表1.1），且電解過(guò)程對(duì)HCl廢氣中的雜質(zhì)十分敏感，這些弊端大大限制了這一工藝的工業(yè)應(yīng)用。電解法雖反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，副產(chǎn)物少，但過(guò)高的能耗僅適用于小規(guī)模氯化氫回收過(guò)程，限制了此方法的推廣。表1.1SumitomoHCl氧化法與Bayer-DeNora電解法單位消耗量的比較[3]單位消耗量（單位）SumitomoBayer-DeNoraHCl（ton）1.051.03O2（Nm3）163159功率（kW·h）1651080

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]副產(chǎn)氯化氫制氯氣發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 趙學(xué)軍,柳軍,楊振軍.  中國(guó)氯堿. 2015(09)
[4]鈰基復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)及其對(duì)HCl催化氧化性能的影響[J]. 謝興星,費(fèi)兆陽(yáng),戴勇,徐�；�,陳獻(xiàn),湯吉海,崔咪芬,喬旭.  分子催化. 2014(06)

碩士論文
[1]氯化氫催化氧化制氯氣顆粒動(dòng)力學(xué)研究[D]. 富岱奇.華東理工大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3620570