器中的第一反應(yīng)器提供含氯化氫氣體物流和用于氧化 所述含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流,向所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中的下游反應(yīng)器提供含 氯化氫氣體物流和/或用于氧化所述含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流,以進(jìn)行催化氧化 氯化氫的反應(yīng);
[0080] 3)將來(lái)自最后一個(gè)反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流的一部分不經(jīng)分離直接返回至任意一 個(gè)或任意多個(gè)反應(yīng)器,優(yōu)選返回至任意一個(gè)或任意多個(gè)反應(yīng)器進(jìn)料口之前,與要進(jìn)入所述 的任意一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器的含氯化氫氣體物流和/或用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧 氣體物流混合,然后進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行該催化氧化反應(yīng);
[0081] 4)將來(lái)自最后一個(gè)反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流的剩余部分提供至步驟四用于分離。
[0082] 在本發(fā)明步驟三的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,向一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中的第一第一反應(yīng) 器提供含氯化氫氣體物流以及用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流,向所述一個(gè)或 多個(gè)反應(yīng)器中的下游反應(yīng)器提供用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流;向各反應(yīng)器 提供的用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流是根據(jù)需要將所需的用于氧化含氯化 氫氣體物流的含氧氣體物流按照任意比例在各反應(yīng)器之間分配的部分,優(yōu)選地按照反應(yīng)器 的個(gè)數(shù)將所需的用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流平均分配為相應(yīng)的份數(shù)。
[0083] 該優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)一步優(yōu)選包括以下步驟的方法:
[0084] 1)提供一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的裝填有催化劑的反應(yīng)器;
[0085] 2a)向所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中的第一反應(yīng)器提供含氯化氫氣體物流以及用于氧 化所述含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流,以進(jìn)行催化氧化氯化氫的反應(yīng);
[0086] 2b)將來(lái)自所述第一反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流通過(guò)換熱器后提供進(jìn)入下游反應(yīng)器, 向所述下游反應(yīng)器提供用于氧化所述含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流,依次向各剩余下 游反應(yīng)器提供來(lái)自前一反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流以及用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧氣 體物流;
[0087] 3)將來(lái)自最后一個(gè)反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流的一部分不經(jīng)分離返回至任意一個(gè)或 任意多個(gè)反應(yīng)器,優(yōu)選返回至任意一個(gè)或任意多個(gè)反應(yīng)器進(jìn)料口之前,與要進(jìn)入所述的任 意一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器的含氯化氫氣體物流和/或用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧氣體 物流混合,然后進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行該催化氧化反應(yīng);
[0088] 4)將來(lái)自最后一個(gè)反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流的剩余部分提供至步驟四用于分離。
[0089] 在本發(fā)明步驟三的另一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,進(jìn)入每個(gè)反應(yīng)器的含氧氣體物流 的含氧量大于氧化進(jìn)入每個(gè)反應(yīng)器的含氯化氫氣體物流所需的理論用氧量。該特別優(yōu)選的 實(shí)施方案,可以通過(guò)例如下述方法實(shí)施:向所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中的第一反應(yīng)器提供用 于氧化含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流以及含氯化氫氣體物流,向所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng) 器中的下游反應(yīng)器提供含氯化氫氣體物流;所述含氯化氫氣體物流的一部分是根據(jù)需要將 待氧化的含氯化氫氣體物流按照任意比例在每個(gè)反應(yīng)器之間分配的部分,優(yōu)選地按照反應(yīng) 器的個(gè)數(shù)將待氧化的含氯化氫氣體物流平均分配為相應(yīng)的份數(shù)。
[0090] 該特別優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)一步優(yōu)選包括以下步驟的方法:
[0091] 1)提供一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的裝填有催化劑的反應(yīng)器;
[0092] 2a)向所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中的第一反應(yīng)器提供用于氧化氯化氫的含氧氣體物 流以及含氯化氫氣體物流,以進(jìn)行催化氧化氯化氫的反應(yīng);
[0093] 2b)將來(lái)自所述第一反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流通過(guò)換熱器后提供進(jìn)入下游反應(yīng)器, 向所述下游反應(yīng)器提供含氯化氫氣體物流,依次向各剩余下游反應(yīng)器提供來(lái)自前一反應(yīng)器 的產(chǎn)物氣體物流以及含氯化氫氣體物流;
[0094] 3)將來(lái)自最后一個(gè)反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流的一部分不經(jīng)分離返回至任意一個(gè)或 任意多個(gè)反應(yīng)器,優(yōu)選返回至任意一個(gè)或任意多個(gè)反應(yīng)器進(jìn)料口之前,與要進(jìn)入所述的任 意一個(gè)或任意多個(gè)反應(yīng)器的含氯化氫氣體物流和/或用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧 氣體物流混合,然后進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行該催化氧化反應(yīng);
[0095] 4)將來(lái)自最后一個(gè)反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流的剩余部分提供至步驟四用于分離。
[0096] 進(jìn)一步地,進(jìn)行所述的將來(lái)自最后一個(gè)反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流的一部分不經(jīng)分離 返回至任意一個(gè)或任意多個(gè)反應(yīng)器的步驟時(shí),是優(yōu)選將來(lái)自最后一個(gè)反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物 流的一部分不經(jīng)分離返回至所提供的每一個(gè)反應(yīng)器;更優(yōu)選返回至每一個(gè)反應(yīng)器進(jìn)料口之 前,與所述含氯化氫氣體物流和/或用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流混合,然 后進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行該催化氧化反應(yīng)。一方面,本發(fā)明方法可以稀釋進(jìn)入每一個(gè)反應(yīng)器的原 料反應(yīng)氣的濃度,防止在反應(yīng)器入口發(fā)生劇烈的反應(yīng),避免造成太多的熱點(diǎn);另一方面,經(jīng) 所述混合后,本發(fā)明方法提高了原料反應(yīng)氣的進(jìn)料溫度,基本上不需要對(duì)原料反應(yīng)氣再進(jìn) 行預(yù)熱。
[0097] 進(jìn)一步地,進(jìn)行所述的將來(lái)自最后一個(gè)反應(yīng)器的產(chǎn)物氣體物流的一部分不經(jīng)分離 返回至所提供的每一個(gè)反應(yīng)器的步驟時(shí),返回的產(chǎn)物氣體物流可以按照任意比例在每個(gè)反 應(yīng)器之間分配,例如,可以根據(jù)各個(gè)反應(yīng)器的運(yùn)行狀況進(jìn)行合理分配,優(yōu)選地按照反應(yīng)器的 個(gè)數(shù)將返回的產(chǎn)物氣體物流平均分配為相應(yīng)的份數(shù)后分別返回至每一個(gè)反應(yīng)器。本申請(qǐng)步 驟三所述反應(yīng)器優(yōu)選為絕熱反應(yīng)器。本發(fā)明可在反應(yīng)器之間連接有換熱器而去除反應(yīng)熱, 即每一反應(yīng)器之后任選存在換熱器。優(yōu)選地,最后一個(gè)反應(yīng)器后安裝的換熱器為氣體換熱 器,其余反應(yīng)器后面安裝的換熱器可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的換熱器,例如管束式換 熱器,板式換熱器、或氣體換熱器等。
[0098] 本申請(qǐng)優(yōu)選將所述步驟三經(jīng)過(guò)催化氧化反應(yīng)后的產(chǎn)物氣體物流(高溫)的剩余部 分(或步驟三反應(yīng)結(jié)束后的全部部分,本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解最后一部分產(chǎn)物氣體物流可 以不返回)先通過(guò)氣體換熱器換熱后再進(jìn)行分離,所述換熱優(yōu)選是以需要進(jìn)入第一反應(yīng)器 的含氯化氫氣體物流和/或用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流作為冷卻介質(zhì)在 氣體換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱;優(yōu)選所述經(jīng)換熱后的含氯化氫氣體物流和/或用于氧化含氯化氫 氣體物流的含氧氣體物流被提供至第一反應(yīng)器之前與被返回的從第三級(jí)反應(yīng)器流出的產(chǎn) 物氣體物流的一部分混合,然后再進(jìn)入第一反應(yīng)器以進(jìn)行催化氧化氯化氫的反應(yīng)。所述產(chǎn) 物氣體物流經(jīng)換熱后溫度降低。用作冷卻介質(zhì)的含氯化氫氣體物流和/或用于氧化含氯化 氫氣體物流的含氧氣體物流經(jīng)換熱后溫度升高,然后再將經(jīng)換熱后的含氯化氫氣體物流和 /或用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧氣體物流提供至第一反應(yīng)器以進(jìn)行催化氧化氯化氫 的反應(yīng);優(yōu)選所述經(jīng)換熱后的含氯化氫氣體物流和/或用于氧化含氯化氫氣體物流的含氧 氣體物流被提供至第一反應(yīng)器之前與被返回的從第三級(jí)反應(yīng)器流出的產(chǎn)物氣體物流的一 部分混合,然后再進(jìn)入第一反應(yīng)器以進(jìn)行催化氧化氯化氫的反應(yīng)。
[0099] 本發(fā)明所述提供至步驟四分離獲得含氯氣、含氧氣和/或含氯化氫氣體物流是將 步驟三中產(chǎn)物氣體物流的一部分或全部在步驟四中通過(guò)脫水、脫除(部分殘余的)含氯化 氫氣體物流和含氧氣體物流、從而得到含氯氣體物流。
[0100] 本申請(qǐng)優(yōu)選可以將步驟四中從產(chǎn)物氣體物流中分離得到的(未反應(yīng)殘余的)氯化 氫和/或氧氣再次提供到步驟三的催化氧化反應(yīng)中。步驟四分離的氯化氫(或經(jīng)氣化后的 鹽酸)和/或氧氣也可以被返回至步驟三中的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器。
[0101] 在本發(fā)明的全部實(shí)施方式中,優(yōu)選步驟三中所述不經(jīng)分離返回至反應(yīng)器的產(chǎn)物氣 體物流的部分(返回的產(chǎn)物氣體物流)與該產(chǎn)物氣體物流的剩余部分(剩余的產(chǎn)物氣體物 流部分)的體積比為 0.25 : 0.75 ?0.75 : 0.25,優(yōu)選 0.35 : 0.65 ?0.45 : 0.55。
[0102] 在本發(fā)明的全部實(shí)施方式中,優(yōu)選所述含氯化氫氣體物流(按照純氯化氫計(jì)算) 與所述用于氧化氯化氫氣體物流的含氧氣物流(按照純氧計(jì)算)的進(jìn)料體積比為1:2? 5 : 1,優(yōu)選為1 : 1.2?3. 5 : 1,更優(yōu)選為1 : 1?3 : 1。
[0103] 在本發(fā)明步驟三的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,所述含氯化氫氣體物流(按照純氯化氫 計(jì)算)與所述用于氧化氯化氫氣體物流的含氧氣物流(按照純氧計(jì)算)的進(jìn)料體積比為 2 : 1 ?5 : 1〇
[0104]在本發(fā)明步驟三的另一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述含氯化氫氣體物流(按照純 氯化氫計(jì)算)與所述用于氧化氯化氫氣體物流的含氧氣物流(按照純氧計(jì)算)的進(jìn)料體積 比為 1 : 2 ?2 : 1,優(yōu)選 0.9 : 1.1 ?1.1 : 0.9。
[0105] 在本發(fā)明的全部實(shí)施方式中,優(yōu)選地,反應(yīng)器內(nèi)壓力為:0?1-lMPa。
[0106] 在本發(fā)明的全部實(shí)施方式中,優(yōu)選地,反應(yīng)器的進(jìn)料氣體溫度為250?450 °C,優(yōu) 選為300?380 °C。
[0107] 本申請(qǐng)步驟三所述的催化劑是能將氯化氫氣體和氧氣經(jīng)氧化反應(yīng)生成氯氣和水 的常規(guī)催化劑。合適的催化劑包括銅化合物或/和釕化合物,優(yōu)選負(fù)載在載體氧化鋁、或二 氧化鈦等上的銅化合物或/和釕化合物。例如負(fù)載有氯化銅或氯化釕的氧化鋁,優(yōu)選釕化 合物。本申請(qǐng)所述合適的催化劑還可以含有其他助催化劑,例如金、鈀、鉑、鋨、銥、鎳或鉻等 金屬的化合物,堿金屬,堿土金屬和稀土金屬等。合適的催化劑可以具有不同的形狀,例如 環(huán)狀物、圓柱體或球狀物等,優(yōu)選合適的催化劑具有相似的外部尺寸。
[0108] 本申請(qǐng)步驟三所述反應(yīng)器是常規(guī)反應(yīng)裝置,例如固定床或流化床反應(yīng)器,優(yōu)選固 定床反應(yīng)器,其中可以裝填有所需催化劑。
[0109] 本申請(qǐng)所述的反應(yīng)器可以選用符合反應(yīng)要求的任何材質(zhì)的反應(yīng)器,優(yōu)選純鎳或鎳 合金或石英的反應(yīng)器。如選用多個(gè)反應(yīng)器,它們之間可以采用串聯(lián)或并聯(lián)的方式,優(yōu)選采用 串聯(lián)的方式從而使得氯化氫的氧化反應(yīng)可以在多個(gè)階段進(jìn)行。本申請(qǐng)優(yōu)選采用2、3、4、5、6、 7、8、9、10個(gè)、更優(yōu)選3或4個(gè)反應(yīng)器。有利地,本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解作為Deacon反應(yīng)的 一些原料氣體將依次通過(guò)各個(gè)反應(yīng)器,然后逐一向下游反應(yīng)器供應(yīng)額外的含氯化氫氣體物 流和/或用于氧化氯化氫的含氧氣體物流。在本發(fā)明的全部實(shí)施方式中,優(yōu)選地提供2、3、 4、5、6、7、8、9、10個(gè)、特別優(yōu)選3或4個(gè)串聯(lián)的絕熱反應(yīng)器。
[0110] 特別地,并聯(lián)連接和串聯(lián)連接的反應(yīng)器還可以彼此結(jié)合。然而本發(fā)明方法特別優(yōu) 選具有僅僅串聯(lián)連接的反應(yīng)器。如果優(yōu)選使用并聯(lián)連接的反應(yīng)器,那么特別是至多五條、優(yōu) 選三條、特別優(yōu)選至多兩條生產(chǎn)線(任選地包含由串聯(lián)連接的反應(yīng)器組成的反應(yīng)器組)是 并聯(lián)連接的。因此,本申請(qǐng)所述方法可以以例如高達(dá)60個(gè)反應(yīng)器操作。
[0111] 本申請(qǐng)?jiān)摬襟E方法可以采用連續(xù)或者間歇方式進(jìn)行,優(yōu)選采用連續(xù)反應(yīng)方式。
[0112] 本申請(qǐng)所述的含氯化氫氣體物流包括新鮮的含氯化氫氣體物流和包含經(jīng)本發(fā)明 所述方法回收氯化氫或者經(jīng)氣化回收的鹽酸的氣體物流。所述新鮮的含氯化氫氣體物流也 可以是來(lái)自相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)例如異氰酸酯的生產(chǎn)、酰氯的生產(chǎn)、芳族化合物氯化等的副產(chǎn)物 形式的含氯化氫氣體物