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EP2178636A1 - Thermally stable catalyst for hydrogen chloride gas phase oxidation - Google Patents

Thermally stable catalyst for hydrogen chloride gas phase oxidation

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Publication number
EP2178636A1
EP2178636A1 EP08773671A EP08773671A EP2178636A1 EP 2178636 A1 EP2178636 A1 EP 2178636A1 EP 08773671 A EP08773671 A EP 08773671A EP 08773671 A EP08773671 A EP 08773671A EP 2178636 A1 EP2178636 A1 EP 2178636A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
catalyst
uranium
carrier
catalyst according
active ingredient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08773671A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Aurel Wolf
Leslaw Mleczko
Oliver Felix-Karl SCHLÜTER
Stephan Schubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer Intellectual Property GmbH
Original Assignee
Bayer Technology Services GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102007033114A external-priority patent/DE102007033114A1/en
Priority claimed from DE200710033113 external-priority patent/DE102007033113A1/en
Application filed by Bayer Technology Services GmbH filed Critical Bayer Technology Services GmbH
Publication of EP2178636A1 publication Critical patent/EP2178636A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201Impregnation

Definitions

  • the present invention relates to a catalyst for oxidation reactions comprising at least one active ingredient in the oxidation reaction catalysis and a carrier therefor, characterized in that the carrier comprises uranium oxides.
  • the catalyst is characterized by higher stability and activity compared to prior art catalysts.
  • uranium oxides are suitable as oxidation catalysts for a number of complete or selective oxidations.
  • a typical example of the use of uranium-based catalysts is CO oxidation to CO 2, as described, for example, by Campbell et al in J. Molec. Cat. A: Chem., (2006), 245 (1-2), 62-68.
  • Further oxidations catalysed by uranium-containing mixed oxides are, for example, those of isobutene to acrolein (Corberan et al., Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., (1984), 24, 546, and 1985, 24, 62) and that of propylene to acrolein and acrylonitrile (US Pat.
  • Ruthenium is, as is well known, in particular as a reduction catalyst or as an oxidation catalyst application (Handbook of Heterogeneous Catalysis, 1997, S2160 and S2181).
  • Oxidation under more severe conditions in terms of temperature and oxygen partial pressure is the method of catalytic hydrogen chloride oxidation with oxygen developed by Deacon in 1868:
  • the oxidation of hydrogen chloride to chlorine is an equilibrium reaction.
  • the position of the equilibrium shifts with increasing temperature to the detriment of the desired end product. It is therefore advantageous to use catalysts with the highest possible activity, which allow the reaction to proceed at low temperature.
  • the first catalysts for the oxidation of hydrogen chloride with the catalytically active ingredient ruthenium were described as early as 1965 in DE 1 567 788, in this case starting from RuCl 3 .
  • As supports Al 2 O 3 and SiO 2 were claimed.
  • the activity of this combination is relatively low, as these carriers can not provide lattice oxygen atoms for the oxidation process.
  • Ru-based catalysts with ruthenium oxide or ruthenium mixed oxide as the active ingredient were claimed in DE-A 197 48 299.
  • the content of ruthenium oxide is from 0.1% by weight to 20% by weight and the average particle diameter of ruthenium oxide is from 1.0 nm to 10.0 nm.
  • Ru catalysts Other supported on titanium oxide or zirconium Ru catalysts are known from DE-A 197 34 412.
  • ruthenium chloride catalysts described therein which contain at least one compound titanium dioxide and zirconium dioxide
  • Ru starting compounds such as, for example, ruthenium-carbonyl complexes, ruthenium salts of inorganic acids, ruthenium-nitrosyl complexes, ruthenium-amine.
  • Complex ruthenium complexes of organic amines or ruthenium-acetylacetonate complexes.
  • titanium dioxide in the form of rutile was used as carrier.
  • Ru catalysts have a fairly high activity, they tend to sinter and thus deactivate at higher temperatures. To increase the economy, however, a further increase in activity with good long-term stability is necessary.
  • the previously developed supported ruthenium oxidation catalyst systems have insufficient activity or stability for the hydrogen chloride oxidation. Although the activity can be increased by increasing the reaction temperature, this leads to sintering / deactivation or to the loss of the catalytically active ingredient.
  • DE 1 078 100 discloses catalysts comprising salts or oxides of silver, uranium or thorium which are located on inert carriers of kaolin, silica gel, diatomaceous earth or pumice. It is not disclosed that the resulting catalysts are calcined, which results in low stability of the disclosed catalysts. In addition, it is not disclosed that the carrier alone may have a catalytic activity and may consist of uranium oxide. There is always disclosed a composition which detects the presence of silver and salts or oxides of rare earths. Accordingly, in the absence of further disclosure, it can be assumed that the technical teaching aims at a co-catalytic effect, which enables the conversion of the individual catalytically active constituents only a conversion.
  • the object of the present invention was thus to provide a catalyst which accomplishes the oxidation of hydrogen chloride with high activity and / or stability and thereby can be obtained economically advantageous over the prior art.
  • the present invention thus relates to a catalyst for oxidation reactions which comprises at least one active ingredient in the catalysis of oxidation reactions and a carrier therefor, characterized in that the carrier is based on a uranium-containing compound, in particular uranium oxide.
  • a catalyst in which the carrier comprises a uranium oxide is preferred.
  • uranium oxides such as UO 3 , UO 2 , UO or from mixtures of these Species resulting non-stoichiometric phases such as U 3 O 5 , U 2 O 5> U 3 O 7 , U 3 Og, U 4 ⁇ 9 , U] 3 O 34 .
  • Particularly preferred are uranium oxides or mixtures of these with a stoichiometric composition of UO 2 ] to UO 2.9 .
  • Suitable carrier materials which can be combined with uranium oxide are silicon dioxide, rutile or anatase titanium dioxide, zirconium dioxide, aluminum oxide or mixtures thereof, preferably titanium dioxide, zirconium dioxide, aluminum oxide or mixtures thereof, particularly preferably ⁇ - or ⁇ -aluminum oxide or mixtures thereof.
  • the catalyst consists only of a carrier comprising uranium oxide.
  • the at least one active ingredient in the oxidation reaction catalysis is identical to at least one constituent of the carrier and is a uranium oxide or a mixture of uranium oxides.
  • a support as catalyst comprising uranium oxides or mixtures thereof with a stoichiometric composition of U ⁇ 2, i to UO 2i9 .
  • these stoichiometries show a particularly high activity and stability.
  • the uranium oxides can also be combined with the other support materials just described.
  • the catalyst consists only of a carrier comprising uranium oxide and subjected to pretreatment.
  • the pretreatment is usually a pretreatment under the process conditions of use of the catalyst. Since the catalysts disclosed herein are preferred in the Oxidation of HCl with oxygen is used, pretreatment with a stoichiometric mixture of oxygen and HCl is preferred. Preference is given to pretreating with a stoichiometric mixture of HCl and oxygen at at least 400 ° C., preferably at least 500 ° C.
  • the pretreatment is usually at least for 10 h. Preferably at least for 50 h, more preferably at least for 100 h.
  • the pretreatment can be carried out as long as desired at any temperatures. It has been shown that a longer and hotter pretreatment is better than a shorter and colder one. There are also shorter and colder pretreatments conceivable. It is a question of weighing how much additional work in pretreatment, which is reflected in increased activity, can be compensated for by this gain in activity. Therefore, the temperature ranges and periods just given are to be understood as meaningful recommendations, but not as technical limitations.
  • the supports / catalysts of this invention and in particular the catalysts of the preferred further development, in which the catalyst consists only of a support comprising uranium oxide, under high temperature loading under process conditions Gaining activity as a pretreatment. All known catalysts behave this essentially opposite.
  • a catalyst is preferred in which the catalytically active constituent is applied to the support in the form of an aqueous solution or suspension and the solvent is then removed.
  • a catalyst which is characterized in that the further catalytically active ingredient is applied as an aqueous solution or suspension of ruthenium halides, oxides, hydroxides or oxyhalides each alone or in any mixture on the support and the solvent then Will get removed.
  • catalytically active ingredients in question are all components that catalyze the hydrogen chloride oxidation.
  • the following elements are suitable or compounds thereof: ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, copper, silver, gold, rhenium, bismuth, cobalt, iron, chromium or mixtures thereof.
  • ruthenium and its compounds are used.
  • ruthenium is used in oxidic form or as a chloride compound or as an oxychloride compound.
  • the further catalytically active ingredient is applied to the carrier in a non-oxidic form and converted into the oxidized form in the course of the reaction.
  • the loading with the catalytically active ingredient is in the range of 0.1 to 80 wt .-%, preferably in the range of 1 to 50 wt .-%, particularly preferably in the range of 1 to 25 wt .-% based on the total mass from catalyst and carrier.
  • the further catalytically active ingredient can be applied by various methods. For example, and without limitation, wet and wet impregnation of a support with suitable starting or starting compounds in liquid or collodial form, up and co-impingement methods, as well as ion exchange and gas phase coating (CVD, PVD) may be employed. Preference is given to a combination of impregnation and subsequent precipitation with reducing (preferably hydrogen, hydrides or hydrazine compounds) or alkaline substances (preferably NaOH, KOH or ammonia).
  • reducing preferably hydrogen, hydrides or hydrazine compounds
  • alkaline substances preferably NaOH, KOH or ammonia
  • Suitable promoters are basic-acting metals (for example alkali, alkaline earth and rare earth metals), preference is given to alkali metals, in particular Na and Cs, and alkaline earth metals, particularly preferably alkaline earth metals, in particular Sr and Ba and the rare earth metal Ce.
  • alkali metals in particular Na and Cs
  • alkaline earth metals particularly preferably alkaline earth metals, in particular Sr and Ba and the rare earth metal Ce.
  • the promoters optionally present in addition to the further active constituent may, but are not limited thereto, be applied to the catalyst by impregnation and CVD processes, preferably an impregnation, particularly preferably after application of the further catalytically active constituent.
  • various dispersion stabilizers such as scandium compounds, manganese oxides and lanthanum oxides are used.
  • the stabilizers are preferably applied together with the further catalytic constituent by impregnation and / or precipitation.
  • the catalysts can be dried under atmospheric pressure or preferably under reduced pressure under a nitrogen, argon or air atmosphere at 40 to 200 ° C.
  • the drying time is preferably 10 minutes to 24 hours.
  • the catalysts can be used uncalcined or calcined.
  • the calcination can be carried out in reducing, oxidizing or inert phase, preference being given to calcination in an air or in nitrogen stream.
  • This calcination may be applied to the catalyst of the invention comprising a catalytically active ingredient on one based on a uranium containing compound, in particular uranium oxide, but also the catalyst according to the preferred development in which the at least one is active in the oxidation reaction oxidation Constituent at the same time also the carrier is.
  • the calcining is carried out in the case of a catalyst according to the preferred development of the invention, in the form of carriers comprising uranium oxide or mixtures of uranium oxide as catalysts, in the presence of or in the absence of oxygen in a temperature range of 500 to 1200 0 C, preferably in the range 700 up to 1000 ° C.
  • the calcination is carried out in the case of a catalyst comprising carrier and further catalytically active ingredient in the presence of oxidizing gases in a temperature range of 150 to 500 0 C, preferably in the range of 150 0 C to 300 0 C.
  • the catalytic process known as the Deacon process is preferably used as described above.
  • hydrogen chloride is oxidized with oxygen in an exothermic equilibrium reaction to chlorine, whereby water vapor is obtained.
  • the reaction temperature is usually 150 to 450 0 C, the usual reaction pressure is 1 to 25 bar. Since it is an equilibrium reaction, it is expedient to work at the lowest possible temperatures at which the catalyst still has sufficient activity.
  • oxygen in superstoichiometric amounts of hydrogen chloride use. For example, a two- to four-fold excess of oxygen is customary. Since no loss of selectivity is to be feared, it may be economically advantageous to work at relatively high pressure and, accordingly, longer residence time than normal pressure.
  • Suitable preferred catalysts for the Deacon process include ruthenium oxide, ruthenium chloride or other ruthenium compounds. Suitable catalysts can be obtained, for example, by applying ruthenium chloride to the support and then drying or drying and calcining. In addition to or instead of a ruthenium compound, suitable catalysts may also contain compounds of other metals, for example gold, palladium, platinum, osmium, iridium, silver, copper, chromium, uranium or rhenium. Suitable catalysts may further contain chromium (III) oxide.
  • the catalytic hydrogen chloride oxidation may be adiabatic or preferably isothermal or approximately isothermal, batchwise, but preferably continuously or as a fixed bed process, preferably as a fixed bed process, more preferably in tube bundle reactors to heterogeneous catalysts at a reactor temperature of 180 to 450 ° C, preferably 200 to 400 ° C, more preferably 220 to 350 ° C and a pressure of 1 to 25 bar (1000 to 25000 hPa), preferably 1.2 to 20 bar, more preferably 1.5 to 17 bar and in particular 2.0 to 15 bar are performed ,
  • Typical reactors in which the catalytic hydrogen chloride oxidation is carried out are fixed bed or fluidized bed reactors.
  • the catalytic hydrogen chloride oxidation can preferably also be carried out in multiple stages.
  • a plurality of reactors with intermediate cooling that is to say 2 to 10, preferably 2 to 6, particularly preferably 2 to 5, in particular 2 to 3, connected in series.
  • the hydrogen chloride can be added either completely together with the oxygen before the first reactor or distributed over the various reactors.
  • This series connection of individual reactors can also be combined in one apparatus.
  • a further preferred embodiment of a device suitable for the method consists in using a structured catalyst bed in which the catalyst activity increases in the flow direction. Such structuring of the catalyst bed can be done by different impregnation of the catalyst support with active material or by different dilution of the catalyst with an inert material.
  • inert material for example, rings, cylinders or balls of titanium dioxide, zirconium dioxide or mixtures thereof, alumina, steatite, ceramic, glass, graphite or stainless steel can be used.
  • the inert material should preferably have similar external dimensions.
  • Suitable shaped catalyst bodies starting from uranium oxide are shaped bodies of any desired shape, preference being given to tablets, rings, cylinders, stars, carriage wheels or spheres, particular preference being given to spheres, rings, cylinders or star strands as molds.
  • the shaping of the catalyst can take place after or preferably before the impregnation of the support material.
  • the conversion of hydrogen chloride in a single pass may preferably be limited to 15 to 90%, preferably 40 to 85%, particularly preferably 50 to 70%. After conversion, unreacted hydrogen chloride can be partly or completely recycled to the catalytic hydrogen chloride oxidation.
  • the volume ratio of hydrogen chloride to oxygen at the reactor inlet is preferably 1: 1 and 20: 1, preferably 2: 1 and 8: 1, more preferably 2: 1 and 5: 1.
  • the heat of reaction of the catalytic hydrogen chloride oxidation can be used advantageously for the production of high-pressure steam. This can be used to operate a phosgenation reactor and / or distillation columns, in particular of isocyanate distillation columns.
  • the hydrogen chloride oxidation catalyst of the present invention is characterized by high activity at a low temperature. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the uranium oxide can positively contribute to the catalytic cycle via the ability to provide lattice oxygen. Examples
  • a uranium (VI) oxide (from Strem Chemicals) precalcined at 500 ° C. for 4 hours was suspended in 2.8 ml of water in a solution of 0.053 g of Ru (III) chloride hydrate and the mixture was stirred for 60 minutes Room temperature stirred. Subsequently, the water was separated in an air stream at 60 ° C / 4 h. The calcining was carried out at 250 ° C for 16 h in the air stream, whereby a ruthenium catalyst with theoretically calculated (2 wt .-%) Ru supported on uranium (VI) oxide was obtained.
  • VI uranium
  • a 2 wt .-% Ru catalyst on uranium (FV) -Oxid carrier was prepared analogously to Example 1, with the only difference that at 500 ° C for 4 h precalcined U (IV) oxide (Strem Chemicals) was used.
  • a 2 wt .-% Ru catalyst on uranium (V / VI) -Oxid carrier was prepared analogously to Example 1, with the only difference that at 500 0 C for 4 h precalcined U (V / VI) oxide (Strem Chemicals) was used.
  • Example 6 Pure Uranium (VI) Oxide Carrier 2 g of powdered uranium (VI) oxide (Strem Chemicals) were dried overnight at 150 ° C in a drying oven at ambient pressure and then calcined for 2 h under air at 500 ° C.
  • Example 7 Mixed uranium (V / VI) oxide carrier
  • Example 8 Mixed uranium (V / VI) oxide carrier with pretreatment
  • Example 7 The catalyst obtained from Example 7 was subjected to pretreatment for 100 hours at 540 ° C under 80 ml / min HCl and 80 ml / min O 2 . The result is a pretreated catalyst according to Example 8.
  • the moldings were then calcined for four hours at 800 ° C in an air stream.
  • Example 11-14 Using the catalysts of Examples 1-4 in the HCl oxidation at 300 0 C 0.2 g of the catalysts obtained according to Example 1-4 were ground and introduced as a mixture with 1 g of silica sand (100-200 microns) in a quartz reaction tube (diameter ⁇ 10 mm).
  • the quartz reaction tube was heated to 300 0 C and operated in the following at this temperature.
  • a gas mixture of 80 ml / min HCl and 80 ml / min oxygen was passed through the quartz reaction tube. After 30 minutes, the product gas stream was passed into a 16% by weight potassium iodide solution for 10 minutes, and the resulting iodine was back titrated with a 0.1 N thiosulfate solution to determine the amount of chlorine introduced.

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Abstract

The present invention relates to a catalyst for oxidation reactions, said catalyst comprising at least one constituent which is active in the catalysis of hydrogen chloride oxidation and a support therefor, wherein the support is based on uranium oxide. The catalyst is notable for a high stability and activity.

Description

Temperaturstabiler Katalysator für die Chlorwasserstoffgasphasenoxidation Temperature stable catalyst for the hydrogen chloride gas phase oxidation
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator für Oxidationsreaktionen, der mindestens einen in der Katalyse von Oxidationsreaktionen aktiven Bestandteil sowie einen Träger dafür umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger Uranoxide umfaßt. Der Katalysator zeichnet sich durch eine, verglichen mit Katalysatoren des Stands der Technik, höhere Stabilität und Aktivität aus.The present invention relates to a catalyst for oxidation reactions comprising at least one active ingredient in the oxidation reaction catalysis and a carrier therefor, characterized in that the carrier comprises uranium oxides. The catalyst is characterized by higher stability and activity compared to prior art catalysts.
Es ist bekannt, daß sich Uranoxide als Oxidationskatalysatoren für eine Reihe von Komplett- bzw. Selektivoxidationen eignen. Ein typisches Beispiel für den Einsatz von uranbasierten Katalysatoren ist die CO-Oxidation zu CO2, wie beispielsweise von Campbell at al in J. Molec. Cat. A: Chem., (2006), 245(1-2), 62-68 beschrieben wurde. Weitere von uranhaltigen Mischoxiden katalysierte Oxidationen sind bspw. die von Isobuten zu Acrolein (Corberan et. al., Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., (1984), 24, 546, und 1985, 24, 62) und die von Propylen zu Acrolein und Acrylnitril (US 3 308 151 und US 3 198 750). Weiterhin ist noch die Totaloxidation von VOC (volatile organic Compounds) an U3O8, die insbesondere von Hutchings et. al. (Nature, (1996), 384, p341) untersucht wurde, bekannt. Uranoxid als Träger für nanoskalige Goldpartikeln ist beispelsweise in Green Chemistry (2005), 7(11), 768-770 und (2007) 9(3), 267-272 beschrieben. Anwendungen im Bereich der Chlorwasserstoffoxidation werden in diesem Zusammenhang nicht offenbart.It is known that uranium oxides are suitable as oxidation catalysts for a number of complete or selective oxidations. A typical example of the use of uranium-based catalysts is CO oxidation to CO 2, as described, for example, by Campbell et al in J. Molec. Cat. A: Chem., (2006), 245 (1-2), 62-68. Further oxidations catalysed by uranium-containing mixed oxides are, for example, those of isobutene to acrolein (Corberan et al., Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., (1984), 24, 546, and 1985, 24, 62) and that of propylene to acrolein and acrylonitrile (US Pat. Nos. 3,308,151 and 3,198,750). Furthermore, there is the total oxidation of VOC (volatile organic compounds) to U 3 O 8 , in particular by Hutchings et. al. (Nature, (1996), 384, p341). Uranium oxide as a carrier for nanoscale gold particles is described, for example, in Green Chemistry (2005), 7 (11), 768-770 and (2007) 9 (3), 267-272. Applications in the field of hydrogen chloride oxidation are not disclosed in this context.
Ruthenium findet, wie allgemein bekannt, insbesondere als Reduktionskatalysator oder als Oxidationskatalysator Anwendung (Handbook of Heterogeneous Catalysis, 1997, S2160 und S2181).Ruthenium is, as is well known, in particular as a reduction catalyst or as an oxidation catalyst application (Handbook of Heterogeneous Catalysis, 1997, S2160 and S2181).
Eine Oxidation unter drastischeren Bedingungen bezüglich Temperatur und Sauerstoffpartialdruck ist das von Deacon 1868 entwickelte Verfahren der katalytischen Chlorwasserstoffoxidation mit Sauerstoff:Oxidation under more severe conditions in terms of temperature and oxygen partial pressure is the method of catalytic hydrogen chloride oxidation with oxygen developed by Deacon in 1868:
4 HCl + O2 => 2 Cl2 + 2 H2O.4 HCl + O 2 => 2 Cl 2 + 2 H 2 O.
Die Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor ist eine Gleichgewichtsreaktion. Die Lage des Gleichgewichts verschiebt sich mit zunehmender Temperatur zu Ungunsten des gewünschten Endproduktes. Es ist daher vorteilhaft, Katalysatoren mit möglichst hoher Aktivität einzusetzen, die die Reaktion bei niedriger Temperatur ablaufen lassen. Erste Katalysatoren für die Chlorwasserstoffoxidation mit dem katalytisch aktiven Bestandteil Ruthenium wurden schon 1965 in DE 1 567 788 beschrieben, in diesem Fall ausgehend von RuCl3. Als Träger wurden Al2O3 und SiO2 beansprucht. Die Aktivität dieser Kombination ist relativ niedrig, da diese Träger keine Gitter-Sauerstoffatome für den Oxidationsprozess zur Verfügung stellen können.The oxidation of hydrogen chloride to chlorine is an equilibrium reaction. The position of the equilibrium shifts with increasing temperature to the detriment of the desired end product. It is therefore advantageous to use catalysts with the highest possible activity, which allow the reaction to proceed at low temperature. The first catalysts for the oxidation of hydrogen chloride with the catalytically active ingredient ruthenium were described as early as 1965 in DE 1 567 788, in this case starting from RuCl 3 . As supports Al 2 O 3 and SiO 2 were claimed. The activity of this combination is relatively low, as these carriers can not provide lattice oxygen atoms for the oxidation process.
Weitere Ru-basierte Katalysatoren mit Rutheniumoxid oder Rutheniummischoxid als aktivem Bestandteil wurden in DE-A 197 48 299 beansprucht. Dabei beträgt der Gehalt an Rutheniumoxid 0,1 Gew.-% bis 20 Gew.-% und der mittlere Teilchendurchmesser von Rutheniumoxid 1,0 nm bis 10,0 nm.Other Ru-based catalysts with ruthenium oxide or ruthenium mixed oxide as the active ingredient were claimed in DE-A 197 48 299. In this case, the content of ruthenium oxide is from 0.1% by weight to 20% by weight and the average particle diameter of ruthenium oxide is from 1.0 nm to 10.0 nm.
Weitere auf Titanoxid oder Zirkoniumoxid geträgerte Ru-Katalysatoren sind aus DE-A 197 34 412 bekannt. Für die Herstellung der darin beschriebenen Rutheniumchlorid- Katalysatoren, die mindestens eine Verbindung Titandioxid und Zirkondioxid enthalten, wurden eine Reihe von Ru-Ausgangsverbindungen angegeben, wie beispielsweise Ruthenium-Carbonyl-Komplexe, Rutheniumsalze anorganischer Säuren, Ruthenium- Nitrosyl-Komplexe, Ruthenium-Amin-Komplexe, Rutheniumkomplexe organischer Amine oder Ruthenium-Acetylacetonat-Komplexe. In einer bevorzugten Ausführung wurde Titandioxid in Form von Rutil als Träger eingesetzt. Zwar besitzen Ru-Katalysatoren eine recht hohe Aktivität, jedoch neigen sie bei höheren Temperaturen zur Versinterung und damit zur Deaktivierung. Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit ist jedoch eine weitere Steigerung der Aktivität bei guter Langzeitstabilität notwendig.Other supported on titanium oxide or zirconium Ru catalysts are known from DE-A 197 34 412. For the preparation of the ruthenium chloride catalysts described therein, which contain at least one compound titanium dioxide and zirconium dioxide, a number of Ru starting compounds have been indicated, such as, for example, ruthenium-carbonyl complexes, ruthenium salts of inorganic acids, ruthenium-nitrosyl complexes, ruthenium-amine. Complex, ruthenium complexes of organic amines or ruthenium-acetylacetonate complexes. In a preferred embodiment, titanium dioxide in the form of rutile was used as carrier. Although Ru catalysts have a fairly high activity, they tend to sinter and thus deactivate at higher temperatures. To increase the economy, however, a further increase in activity with good long-term stability is necessary.
Die bisher entwickelten geträgerten Ruthenium-Oxidationskatalysatorsystemen besitzen eine unzureichende Aktivität bzw. Stabilität für die Chlorwasserstoffoxidation. Durch eine Erhöhung der Reaktionstemperatur kann zwar die Aktivität gesteigert werden, jedoch führt dies zu Versinterung/Deaktivierung oder zum Verlust des katalytisch aktiven Bestandteils.The previously developed supported ruthenium oxidation catalyst systems have insufficient activity or stability for the hydrogen chloride oxidation. Although the activity can be increased by increasing the reaction temperature, this leads to sintering / deactivation or to the loss of the catalytically active ingredient.
In der DE 1 078 100 werden Katalysatoren umfassend Salze oder Oxide von Silber, Uran oder Thorium offenbart, die sich auf inerten Trägern aus Kaolin, Kieselgel, Kieselgur oder Bimsstein befinden. Es wird nicht offenbart, dass die resultierenden Katalysatoren kalziniert werden, wodurch mit einer geringen Stabilität der offenbarten Katalysatoren zu rechnen ist. Außerdem wird nicht offenbart, dass der Träger alleine eine katalytische Aktivität haben kann und aus Uranoxid bestehen kann. Es wird stets eine Zusammensetzung offenbart, die die Anwesenheit von Silber und Salzen oder Oxiden von seltenen Erden voraussetzt. Demzufolge ist in Ermangelung weiterer Offenbarung davon auszugehen, dass die technische Lehre auf einen Co-katalyti sehen Effekt zielt, der im Zusammenspiel der einzelnen katalytisch aktiven Bestandteile erst einen Umsatz ermöglicht.DE 1 078 100 discloses catalysts comprising salts or oxides of silver, uranium or thorium which are located on inert carriers of kaolin, silica gel, diatomaceous earth or pumice. It is not disclosed that the resulting catalysts are calcined, which results in low stability of the disclosed catalysts. In addition, it is not disclosed that the carrier alone may have a catalytic activity and may consist of uranium oxide. There is always disclosed a composition which detects the presence of silver and salts or oxides of rare earths. Accordingly, in the absence of further disclosure, it can be assumed that the technical teaching aims at a co-catalytic effect, which enables the conversion of the individual catalytically active constituents only a conversion.
Dies ist nachteilig, weil sowohl die Verwendung von Silber und von den Salzen oder Oxiden der seltenen Erden dazu führen, dass der Katalysator wirtschaftlich unvorteilhaft gegenüber Alternativen ohne diese Bestandteile ist. Insbesondere die Verwendung von Silber kann hier in Anbetracht der kontinuierlich steigenden Preise dieses Edelmetalls als besonders nachteilig angesehen werden.This is disadvantageous because both the use of silver and the rare earth salts or oxides cause the catalyst to be economically unfavorable to alternatives without these ingredients. In particular, the use of silver may be considered particularly disadvantageous in view of the continuously increasing prices of this precious metal.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand also darin, ein Katalysator bereitzustellen, welcher die Oxidation von Chlorwasserstoff mit hoher Aktivität und/oder Stabilität bewerkstelligt und dabei wirtschaftlich vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik erhalten werden kann.The object of the present invention was thus to provide a catalyst which accomplishes the oxidation of hydrogen chloride with high activity and / or stability and thereby can be obtained economically advantageous over the prior art.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch die gezielte Trägerung von in der Oxidation katalytisch aktiven Metallen, wie beispielsweise Ruthenium, auf Uranoxiden, aufgrund einer besonderen Wechselwirkung zwischen katalytisch aktivem Bestandteil und Träger, eine Reihe von neuen hochaktiven Katalysatoren hergestellt werden können, die eine hohe katalytische Aktivität aufweisen.Surprisingly, it has been found that the targeted support of catalytically active in the oxidation of metals, such as ruthenium, on uranium oxides, due to a special interaction between catalytically active ingredient and carrier, a number of new highly active catalysts can be produced which have a high catalytic activity exhibit.
Zudem wurde überraschenderweise gefunden, dass die erfindungs gemäßen auf Uranoxiden basierten Katalysatoren eine besondere Stabilität in Sauerstoff- und chlorwasserstoffhaltiger Atmosphäre auch bei hohen Temperaturen aufweisen und dass auf weitere katalytisch aktive Bestandteile bei besonderen auf Uranoxiden basierten Katalysatoren gegebenenfalls verzichtet werden kann, da diese selbst schon eine Aktivität und/oder Stabilität bei der Oxidation von Chlorwasserstoff aufweisen.In addition, it has surprisingly been found that the fiction, modern based on uranium oxides catalysts have a special stability in oxygen and hydrogen chloride atmosphere even at high temperatures and that can be optionally dispensed with additional catalytically active ingredients in particular catalysts based on uranium oxides, as these themselves already a Have activity and / or stability in the oxidation of hydrogen chloride.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Katalysator für Oxidationsreaktionen, der mindestens einen in der Katalyse von Oxidationsreaktionen aktiven Bestandteil sowie einen Träger dafür umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger auf einer uranhaltigen Verbindung, insbesondere Uranoxid, basiert.The present invention thus relates to a catalyst for oxidation reactions which comprises at least one active ingredient in the catalysis of oxidation reactions and a carrier therefor, characterized in that the carrier is based on a uranium-containing compound, in particular uranium oxide.
Bevorzugt ist ein Katalysator, bei dem der Träger ein Uranoxid aufweist. Bevorzugt werden Uranoxide wie beispielsweise UO3, UO2, UO bzw. die aus Gemischen dieser Spezies resultierenden nichtstöchimoetrischen Phasen wie bspw. U3O5, U2O5> U3O7, U3Og, U4θ9, U]3O34. Besonders bevorzugt sind Uranoxide oder Gemische dieser mit einer stöchiometrischen Zusammensetzung von UO2 ] bis UO2,9.Preferred is a catalyst in which the carrier comprises a uranium oxide. Preference is given to uranium oxides such as UO 3 , UO 2 , UO or from mixtures of these Species resulting non-stoichiometric phases such as U 3 O 5 , U 2 O 5> U 3 O 7 , U 3 Og, U 4 θ 9 , U] 3 O 34 . Particularly preferred are uranium oxides or mixtures of these with a stoichiometric composition of UO 2 ] to UO 2.9 .
Als mit Uranoxid kombinierbare Trägermaterialen eignen sich beispielsweise Siliziumdioxid, Titandioxid mit Rutil- oder Anatas-Struktur, Zirkondioxid, Aluminiumoxid oder deren Gemische, bevorzugt Titandioxid, Zirkondioxid, Aluminiumoxid oder deren Gemische, besonders bevorzugt γ- oder δ- Aluminiumoxid oder deren Gemische.Examples of suitable carrier materials which can be combined with uranium oxide are silicon dioxide, rutile or anatase titanium dioxide, zirconium dioxide, aluminum oxide or mixtures thereof, preferably titanium dioxide, zirconium dioxide, aluminum oxide or mixtures thereof, particularly preferably γ- or δ-aluminum oxide or mixtures thereof.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung besteht der Katalysator nur aus einem Träger, der Uranoxid umfasst.In a preferred development of the present invention, the catalyst consists only of a carrier comprising uranium oxide.
Somit ist in der bevorzugten Weiterentwicklung der mindestens eine in der Katalyse von Oxidationsreaktionen aktive Bestandteil identisch mit mindestens einem Bestandteil des Trägers und ist ein Uranoxid oder ein Gemisch von Uranoxiden.Thus, in the preferred development, the at least one active ingredient in the oxidation reaction catalysis is identical to at least one constituent of the carrier and is a uranium oxide or a mixture of uranium oxides.
Dies ist besonders vorteilhaft, weil damit auf die weitere Verwendung teuerer Edelmetalle oder Halbmetalle als weitere aktive Bestandteile des Katalysators verzichtet werden kann.This is particularly advantageous because it can be dispensed with the further use of expensive precious metals or semimetals as further active ingredients of the catalyst.
Bevorzugt wird in dieser Weiterentwicklung ein Träger als Katalysator verwendet, der Uranoxide oder Gemische dieser mit einer stöchiometrischen Zusammensetzung von Uθ2,i bis UO2i9 umfasst Insbesondere diese Stöchiometrien zeigen eine besonders hohe Aktivität und Stabilität.In this development, preference is given to using a support as catalyst comprising uranium oxides or mixtures thereof with a stoichiometric composition of Uθ 2, i to UO 2i9 . In particular, these stoichiometries show a particularly high activity and stability.
Die Uranoxide können auch mit den gerade beschriebenen anderen Trägermaterialien kombiniert werden.The uranium oxides can also be combined with the other support materials just described.
Diese bevorzugten Katalysatoren in Form von Trägern umfassend Uranoxid oder Gemische von Uranoxid als Katalysatoren sind besonders vorteilhaft, weil sie überraschenderweise eine außerordentlich hohe Aktivität und Stabilität für Oxidationsreaktionen aufweisen.These preferred catalysts in the form of excipients comprising uranium oxide or mixtures of uranium oxide as catalysts are particularly advantageous because they surprisingly have an extremely high activity and stability for oxidation reactions.
Ebenfalls bevorzugt besteht der Katalysator nur aus einem Träger, der Uranoxid umfasst und einem Vorbehandeln unterzogen wird.Also preferably, the catalyst consists only of a carrier comprising uranium oxide and subjected to pretreatment.
Das Vorbehandeln ist üblicherweise ein Vorbehandeln unter den Prozessbedingungen der Verwendung des Katalysators. Da die hier offenbarten Katalysatoren bevorzugt in der Oxidation von HCl mit Sauerstoff verwendet werden, ist ein Vorbehandeln mit einem stöchiometrischen Gemisch aus Sauerstoff und HCl bevorzugt. Besonders bevorzugt ist ein Vorbehandeln mit einem stöchiometrischen Gemisch aus HCl und Sauerstoff bei mindestens 400°C, bevorzugt mindestens 500°C. Das Vorbehandeln erfolgt üblicherweise mindestens für 10 h. Bevorzugt mindestens für 50 h, besonders bevorzugt mindesten für 100 h.The pretreatment is usually a pretreatment under the process conditions of use of the catalyst. Since the catalysts disclosed herein are preferred in the Oxidation of HCl with oxygen is used, pretreatment with a stoichiometric mixture of oxygen and HCl is preferred. Preference is given to pretreating with a stoichiometric mixture of HCl and oxygen at at least 400 ° C., preferably at least 500 ° C. The pretreatment is usually at least for 10 h. Preferably at least for 50 h, more preferably at least for 100 h.
Das Vorbehandeln kann beliebig lange bei beliebigen Temperaturen erfolgen. Es hat sich gezeigt, dass ein längeres und heißeres Vorbehandeln besser ist als ein kürzeres und kälteres. Es sind auch kürzere und kältere Vorbehandlungen denkbar. Es ist eine Frage der Abwägung, in wiefern ein Mehraufwand im Vorbehandeln, der sich in gesteigerter Aktivität niederschlägt durch diesen Aktivitätsgewinn wieder kompensiert werden kann. Daher sind die gerade angegebenen Temperaturbereiche und Zeitspannen als sinnvolle Empfehlungen, nicht aber als technische Beschränkungen zu verstehen.The pretreatment can be carried out as long as desired at any temperatures. It has been shown that a longer and hotter pretreatment is better than a shorter and colder one. There are also shorter and colder pretreatments conceivable. It is a question of weighing how much additional work in pretreatment, which is reflected in increased activity, can be compensated for by this gain in activity. Therefore, the temperature ranges and periods just given are to be understood as meaningful recommendations, but not as technical limitations.
Es wurde, wie zuvor bereits beschrieben, überraschend gefunden, dass die Träger/Katalysatoren dieser Erfindung und hier insbesondere die Katalysatoren der bevorzugten Weiterentwicklung, bei denen der Katalysator nur aus einem Träger, der Uranoxid umfasst, besteht, bei Belastung mit hoher Temperatur unter Verfahrensbedingungen im Sinne eines Vorbehandelns an Aktivität gewinnen. Alle bekannten Katalysatoren verhalten sich hierzu im Wesentlichen gegensätzlich.It has surprisingly been found, as already described above, that the supports / catalysts of this invention, and in particular the catalysts of the preferred further development, in which the catalyst consists only of a support comprising uranium oxide, under high temperature loading under process conditions Gaining activity as a pretreatment. All known catalysts behave this essentially opposite.
Wird neben dem Träger umfassend Uranoxid ein weiterer katalytisch aktiver Bestandteil verwendet, so ist ein Katalysator bevorzugt, bei dem der katalytisch aktive Bestandteil in Form einer wässrigen Lösung oder Suspension auf den Träger aufgebracht und das Lösungsmittel anschließend entfernt wird.If, in addition to the support comprising uranium oxide, a further catalytically active constituent is used, a catalyst is preferred in which the catalytically active constituent is applied to the support in the form of an aqueous solution or suspension and the solvent is then removed.
Besonders bevorzugt ist ein Katalysator, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der weitere katalytisch aktive Bestandteil als wässrige Lösung oder Suspension von Ruthenium- Halogeniden, -Oxiden, -Hydroxiden oder -Oxyhalogeniden jeweils allein oder in beliebiger Mischung auf den Träger aufgebracht ist und das Lösungsmittel anschließend entfernt wird.Particularly preferred is a catalyst, which is characterized in that the further catalytically active ingredient is applied as an aqueous solution or suspension of ruthenium halides, oxides, hydroxides or oxyhalides each alone or in any mixture on the support and the solvent then Will get removed.
Als weitere katalytisch aktive Bestandteile in Frage kommen alle Bestandteile, die die Chlorwasserstoffoxidation katalysieren. Beispielsweise, eignen sich folgende Elemente bzw. Verbindungen davon: Ruthenium, Osmium, Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold, Rhenium, Bismut, Kobalt, Eisen, Chrom oder deren Mischungen. In einer bevorzugten Ausführung werden Ruthenium und seine Verbindungen eingesetzt. In einer ganz bevorzugten Ausfuhrung ohne darauf beschränkt zu sein, wird Ruthenium in oxidischer Form oder als Chloridverbindung oder als Oxychloridverbindung eingesetzt.As further catalytically active ingredients in question are all components that catalyze the hydrogen chloride oxidation. For example, the following elements are suitable or compounds thereof: ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, copper, silver, gold, rhenium, bismuth, cobalt, iron, chromium or mixtures thereof. In a preferred embodiment, ruthenium and its compounds are used. In a very preferred embodiment, without being limited thereto, ruthenium is used in oxidic form or as a chloride compound or as an oxychloride compound.
In einer weiteren Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der weitere katalytisch aktive Bestandteil in einer nicht-oxidischen Form auf den Träger aufgebracht und im Laufe der Reaktion in die oxidierte Form umgewandelt.In a further embodiment of the method according to the invention, the further catalytically active ingredient is applied to the carrier in a non-oxidic form and converted into the oxidized form in the course of the reaction.
Üblicherweise liegt die Beladung mit dem katalytisch aktiven Bestandteil im Bereich von 0,1 bis 80 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 25 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse aus Katalysator und Träger.Typically, the loading with the catalytically active ingredient is in the range of 0.1 to 80 wt .-%, preferably in the range of 1 to 50 wt .-%, particularly preferably in the range of 1 to 25 wt .-% based on the total mass from catalyst and carrier.
Der weitere katalytisch aktive Bestandteil kann durch verschiedene Verfahren aufgebracht werden. Beispielsweise und ohne darauf beschränkt zu sein, können Feucht- und Nassimprägnierung eines Trägers mit geeigneten in Lösung vorhandenen Ausgangsverbindungen oder Ausgangsverbindungen in flüssiger oder kollodialer Form, Auf- und Co-Auffällverfahren, sowie Ionenaustausch und Gasphasenbeschichtung (CVD, PVD) eingesetzt werden. Bevorzugt ist eine Kombination aus Imprägnierung und anschließender Auffällung mit reduzierenden (vorzugsweise Wasserstoff, Hydride oder Hydrazinverbindungen) oder alkalischen Substanzen (vorzugsweise NaOH, KOH oder Ammoniak).The further catalytically active ingredient can be applied by various methods. For example, and without limitation, wet and wet impregnation of a support with suitable starting or starting compounds in liquid or collodial form, up and co-impingement methods, as well as ion exchange and gas phase coating (CVD, PVD) may be employed. Preference is given to a combination of impregnation and subsequent precipitation with reducing (preferably hydrogen, hydrides or hydrazine compounds) or alkaline substances (preferably NaOH, KOH or ammonia).
Als Promotoren kommen basisch wirkende Metalle in Frage (z.B. Alkali, Erdalkali und Seltenerdmetalle), bevorzugt sind Alkalimetalle insbesondere Na und Cs und Erdalkalimetalle, besonders bevorzugt sind Erdalkalimetalle, insbesondere Sr und Ba und das Seltenerdenmetall Ce.Suitable promoters are basic-acting metals (for example alkali, alkaline earth and rare earth metals), preference is given to alkali metals, in particular Na and Cs, and alkaline earth metals, particularly preferably alkaline earth metals, in particular Sr and Ba and the rare earth metal Ce.
Die gegebenenfalls zusätzlich zum weiteren aktiven Bestandteil vorhandenen Promotoren können, ohne darauf beschränkt zu sein, durch Imprägnier- und CVD- Verfahren auf den Katalysator aufgebracht werden, bevorzugt ist eine Imprägnierung, insbesondere bevorzugt nach Aufbringen des weiteren katalytisch aktiven Bestandteils.The promoters optionally present in addition to the further active constituent may, but are not limited thereto, be applied to the catalyst by impregnation and CVD processes, preferably an impregnation, particularly preferably after application of the further catalytically active constituent.
Zur Stabilisierung der Dispersion des weiteren katalytisch aktiven Bestandteils können beispielsweise ohne darauf beschränkt zu sein, verschiedene Dispersionsstabilisatoren wie beispielsweise Scandiumverbindungen, Manganoxide und Lanthanoxide eingesetzt werden Die Stabilisatoren werden bevorzugt zusammen mit dem weiteren katalytischen Bestandteil durch Imprägnierung und/oder Fällung aufgebracht.To stabilize the dispersion of the further catalytically active ingredient, for example, without being limited thereto, various dispersion stabilizers such as For example, scandium compounds, manganese oxides and lanthanum oxides are used. The stabilizers are preferably applied together with the further catalytic constituent by impregnation and / or precipitation.
Die Katalysatoren können unter Normaldruck oder vorzugsweise bei vermindertem Druck unter Stickstoff-, Argon- oder Luftatmosphäre bei 40 bis 2000C getrocknet werden. Die Trocknungsdauer beträgt bevorzugt 10 min bis 24 h.The catalysts can be dried under atmospheric pressure or preferably under reduced pressure under a nitrogen, argon or air atmosphere at 40 to 200 ° C. The drying time is preferably 10 minutes to 24 hours.
Die Katalysatoren können unkalziniert oder kalziniert eingesetzt werden. Das Kalzinieren kann in reduzierender, oxidierender oder inerter Phase erfolgen, bevorzugt ist das Kalzinieren in einem Luft- oder im Stickstoffstrom.The catalysts can be used uncalcined or calcined. The calcination can be carried out in reducing, oxidizing or inert phase, preference being given to calcination in an air or in nitrogen stream.
Dieses Kalzinieren kann auf den erfindungsgemäßen Katalysator umfassend einen katalytisch aktiven Bestandteil auf einem, der auf einer uranhaltigen Verbindung, insbesondere Uranoxid, basiert, angewendet werden, aber auch auf den Katalysator gemäß der bevorzugten Weiterentwicklung, in der der mindestens eine in der Katalyse von Oxidationsreaktionen aktive Bestandteil zugleich auch der Träger ist.This calcination may be applied to the catalyst of the invention comprising a catalytically active ingredient on one based on a uranium containing compound, in particular uranium oxide, but also the catalyst according to the preferred development in which the at least one is active in the oxidation reaction oxidation Constituent at the same time also the carrier is.
Das Kalzinieren erfolgt im Falle eines Katalysators gemäß der bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung, in Form von Trägern umfassend Uranoxid oder Gemische von Uranoxid als Katalysatoren, in Anwesenheit von bzw. bei Ausschluss von Sauerstoff in einem Temperaturbereich von 500 bis 12000C, bevorzugt im Bereich 700 bis 10000C.The calcining is carried out in the case of a catalyst according to the preferred development of the invention, in the form of carriers comprising uranium oxide or mixtures of uranium oxide as catalysts, in the presence of or in the absence of oxygen in a temperature range of 500 to 1200 0 C, preferably in the range 700 up to 1000 ° C.
Das Kalzinieren erfolgt im Falle eines Katalysators umfassend Träger und weiteren katalytisch aktiven Bestandteil in Anwesenheit von oxidierenden Gasen in einem Temperaturbereich von 150 bis 5000C, bevorzugt im Bereich von 1500C bis 3000C.The calcination is carried out in the case of a catalyst comprising carrier and further catalytically active ingredient in the presence of oxidizing gases in a temperature range of 150 to 500 0 C, preferably in the range of 150 0 C to 300 0 C.
Bevorzugt wird zur Anwendung der neuen Katalysatoren wie oben bereits beschrieben das als Deacon-Prozess bekannte katalytische Verfahren eingesetzt. Hierbei wird Chlorwasserstoff mit Sauerstoff in einer exothermen Gleichgewichtsreaktion zu Chlor oxidiert, wobei Wasserdampf anfällt. Die Reaktionstemperatur beträgt üblicherweise 150 bis 4500C, der übliche Reaktionsdruck beträgt 1 bis 25 bar. Da es sich um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, ist es zweckmäßig, bei möglichst niedrigen Temperaturen zu arbeiten, bei denen der Katalysator noch eine ausreichende Aktivität aufweist. Ferner ist es zweckmäßig, Sauerstoff in überstöchiometrischen Mengen zum Chlorwasserstoff einzusetzen. Üblich ist beispielsweise ein zwei- bis vierfacher Sauerstoff-Überschuss. Da keine Selektivitätsverluste zu befürchten sind, kann es wirtschaftlich vorteilhaft sein, bei relativ hohem Druck und dementsprechend bei gegenüber Normaldruck längerer Verweilzeit zu arbeiten.For the application of the novel catalysts, the catalytic process known as the Deacon process is preferably used as described above. Here, hydrogen chloride is oxidized with oxygen in an exothermic equilibrium reaction to chlorine, whereby water vapor is obtained. The reaction temperature is usually 150 to 450 0 C, the usual reaction pressure is 1 to 25 bar. Since it is an equilibrium reaction, it is expedient to work at the lowest possible temperatures at which the catalyst still has sufficient activity. Furthermore, it is expedient to oxygen in superstoichiometric amounts of hydrogen chloride use. For example, a two- to four-fold excess of oxygen is customary. Since no loss of selectivity is to be feared, it may be economically advantageous to work at relatively high pressure and, accordingly, longer residence time than normal pressure.
Geeignete bevorzugte Katalysatoren für das Deacon-Verfahren enthalten Rutheniumoxid, Rutheniumchlorid oder andere Rutheniumverbindungen. Geeignete Katalysatoren können beispielsweise durch Aufbringen von Rutheniumchlorid auf den Träger und anschließendes Trocknen oder Trocknen und Kalzinieren erhalten werden. Geeignete Katalysatoren können ergänzend zu oder an Stelle einer Rutheniumverbindung auch Verbindungen anderer Metalle, beispielsweise Gold, Palladium, Platin, Osmium, Iridium, Silber, Kupfer, Chrom, Uran, oder Rhenium enthalten. Geeignete Katalysatoren können ferner Chrom(III)oxid enthalten.Suitable preferred catalysts for the Deacon process include ruthenium oxide, ruthenium chloride or other ruthenium compounds. Suitable catalysts can be obtained, for example, by applying ruthenium chloride to the support and then drying or drying and calcining. In addition to or instead of a ruthenium compound, suitable catalysts may also contain compounds of other metals, for example gold, palladium, platinum, osmium, iridium, silver, copper, chromium, uranium or rhenium. Suitable catalysts may further contain chromium (III) oxide.
Die katalytische Chlorwasserstoff-Oxidation kann adiabatisch oder bevorzugt isotherm oder annähernd isotherm, diskontinuierlich, bevorzugt aber kontinuierlich als Fließ- oder Festbettverfahren, bevorzugt als Festbettverfahren, besonders bevorzugt in Rohrbündelreaktoren an Heterogenkatalysatoren bei einer Reaktortemperatur von 180 bis 450°C, bevorzugt 200 bis 400°C, besonders bevorzugt 220 bis 350°C und einem Druck von 1 bis 25 bar (1000 bis 25000 hPa), bevorzugt 1,2 bis 20 bar, besonders bevorzugt 1,5 bis 17 bar und insbesondere 2,0 bis 15 bar durchgeführt werden.The catalytic hydrogen chloride oxidation may be adiabatic or preferably isothermal or approximately isothermal, batchwise, but preferably continuously or as a fixed bed process, preferably as a fixed bed process, more preferably in tube bundle reactors to heterogeneous catalysts at a reactor temperature of 180 to 450 ° C, preferably 200 to 400 ° C, more preferably 220 to 350 ° C and a pressure of 1 to 25 bar (1000 to 25000 hPa), preferably 1.2 to 20 bar, more preferably 1.5 to 17 bar and in particular 2.0 to 15 bar are performed ,
Übliche Reaktionsapparate, in denen die katalytische Chlorwasserstoff-Oxidation durchgeführt wird, sind Festbett- oder Wirbelbettreaktoren. Die katalytische Chlorwasserstoff-Oxidation kann bevorzugt auch mehrstufig durchgeführt werden.Typical reactors in which the catalytic hydrogen chloride oxidation is carried out are fixed bed or fluidized bed reactors. The catalytic hydrogen chloride oxidation can preferably also be carried out in multiple stages.
Bei der adiabatischen, der isothermen oder annähernd isothermen Fahrweise können auch mehrere, also 2 bis 10, bevorzugt 2 bis 6, besonders bevorzugt 2 bis 5, insbesondere 2 bis 3, in Reihe geschaltete Reaktoren mit Zwischenkühlung eingesetzt werden. Der Chlorwasserstoff kann entweder vollständig zusammen mit dem Sauerstoff vor dem ersten Reaktor oder über die verschiedenen Reaktoren verteilt zugegeben werden. Diese Reihenschaltung einzelner Reaktoren kann auch in einem Apparat zusammengeführt werden. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer für das Verfahren geeigneten Vorrichtung besteht darin, dass man eine strukturierte Katalysatorschüttung einsetzt, bei der die Katalysatoraktivität in Strömungsrichtung ansteigt. Eine solche Strukturierung der Katalysatorschüttung kann durch unterschiedliche Tränkung der Katalysatorträger mit Aktivmasse oder durch unterschiedliche Verdünnung des Katalysators mit einem Inertmaterial erfolgen. Als Inertmaterial können beispielsweise Ringe, Zylinder oder Kugeln aus Titandioxid, Zirkondioxid oder deren Gemischen, Aluminiumoxid, Steatit, Keramik, Glas, Graphit oder Edelstahl eingesetzt werden. Beim bevorzugten Einsatz von Katalysatorformkörpern sollte das Inertmaterial bevorzugt ähnliche äußere Abmessungen haben.In the case of the adiabatic, isothermal or approximately isothermal mode of operation, it is also possible to use a plurality of reactors with intermediate cooling, that is to say 2 to 10, preferably 2 to 6, particularly preferably 2 to 5, in particular 2 to 3, connected in series. The hydrogen chloride can be added either completely together with the oxygen before the first reactor or distributed over the various reactors. This series connection of individual reactors can also be combined in one apparatus. A further preferred embodiment of a device suitable for the method consists in using a structured catalyst bed in which the catalyst activity increases in the flow direction. Such structuring of the catalyst bed can be done by different impregnation of the catalyst support with active material or by different dilution of the catalyst with an inert material. As an inert material, for example, rings, cylinders or balls of titanium dioxide, zirconium dioxide or mixtures thereof, alumina, steatite, ceramic, glass, graphite or stainless steel can be used. In the preferred use of shaped catalyst bodies, the inert material should preferably have similar external dimensions.
Als Katalysatorformkörper ausgehend von Uranoxid eignen sich Formkörper mit beliebigen Formen, bevorzugt sind Tabletten, Ringe, Zylinder, Sterne, Wagenräder oder Kugeln, besonders bevorzugt sind Kugeln, Ringe, Zylinder oder Sternstränge als Form.Suitable shaped catalyst bodies starting from uranium oxide are shaped bodies of any desired shape, preference being given to tablets, rings, cylinders, stars, carriage wheels or spheres, particular preference being given to spheres, rings, cylinders or star strands as molds.
Die Formgebung des Katalysators kann nach oder bevorzugt vor der Tränkung des Trägermaterials erfolgen.The shaping of the catalyst can take place after or preferably before the impregnation of the support material.
Der Umsatz an Chlorwasserstoff im einfachen Durchgang kann bevorzugt auf 15 bis 90 %, bevorzugt 40 bis 85%, besonders bevorzugt 50 bis 70% begrenzt werden. Nicht umgesetzter Chlorwasserstoff kann nach Abtrennung teilweise oder vollständig in die katalytische Chlorwasserstoff-Oxidation zurückgeführt werden. Das Volumenverhältnis von Chlorwasserstoff zu Sauerstoff am Reaktoreintritt beträgt bevorzugt 1 :1 und 20:1, bevorzugt 2:1 und 8:1, besonders bevorzugt 2:1 und 5:1.The conversion of hydrogen chloride in a single pass may preferably be limited to 15 to 90%, preferably 40 to 85%, particularly preferably 50 to 70%. After conversion, unreacted hydrogen chloride can be partly or completely recycled to the catalytic hydrogen chloride oxidation. The volume ratio of hydrogen chloride to oxygen at the reactor inlet is preferably 1: 1 and 20: 1, preferably 2: 1 and 8: 1, more preferably 2: 1 and 5: 1.
Die Reaktionswärme der katalytischen Chlorwasserstoff-Oxidation kann in vorteilhafter Weise zur Erzeugung von Hochdruck- Wasserdampf genutzt werden. Dieser kann zum Betrieb eines Phosgenierungsreaktors und oder von Destillationskolonnen, insbesondere von Isocyanat-Destillationskolonnen genutzt werden.The heat of reaction of the catalytic hydrogen chloride oxidation can be used advantageously for the production of high-pressure steam. This can be used to operate a phosgenation reactor and / or distillation columns, in particular of isocyanate distillation columns.
Der erfindungsgemäße Katalysator für die Chlorwasserstoffoxidation zeichnet sich durch eine hohe Aktivität bei niedriger Temperatur aus. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass das Uranoxid über die Fähigkeit der Bereitstellung von Gitter- Sauerstoffatom positiv zum katalytischen Zyklus beitragen kann. BeispieleThe hydrogen chloride oxidation catalyst of the present invention is characterized by high activity at a low temperature. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the uranium oxide can positively contribute to the catalytic cycle via the ability to provide lattice oxygen. Examples
Beispiel 1: Uran(VI)-Oxid-Träger mit RuExample 1: Uranium (VI) oxide support with Ru
In einem Becherglas wurde 1 g eines bei 500°C für 4 h vorkalzinierten Uran(VI)-oxids (Fa. Strem Chemicals) in einer Lösung aus 0,053 g Ru(III)-chloridhydrat in 2,8 ml Wasser suspendiert und 60 min bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde das Wasser in einem Luftstrom bei 60 °C / 4 h abgetrennt. Das Kalzinieren erfolgte für 16 h bei 250°C im Luftstrom, wodurch ein Rutheniumkatalysator mit theoretisch errechneten (2 Gew.-%) Ru geträgert auf Uran(VI)-oxid erhalten wurde.In a beaker, 1 g of a uranium (VI) oxide (from Strem Chemicals) precalcined at 500 ° C. for 4 hours was suspended in 2.8 ml of water in a solution of 0.053 g of Ru (III) chloride hydrate and the mixture was stirred for 60 minutes Room temperature stirred. Subsequently, the water was separated in an air stream at 60 ° C / 4 h. The calcining was carried out at 250 ° C for 16 h in the air stream, whereby a ruthenium catalyst with theoretically calculated (2 wt .-%) Ru supported on uranium (VI) oxide was obtained.
Beispiel 2: Uran(IV)-Oxid-Träger mit RuExample 2: Uranium (IV) oxide support with Ru
Ein 2 Gew.-% Ru- Katalysator auf Uran(FV)-Oxid-Träger wurde analog zu Beispiel 1 hergestellt, mit dem einzigen Unterschied, dass ein bei 500°C für 4 h vorkalziniertes U(IV)-Oxid (Fa. Strem Chemicals) eingesetzt wurde.A 2 wt .-% Ru catalyst on uranium (FV) -Oxid carrier was prepared analogously to Example 1, with the only difference that at 500 ° C for 4 h precalcined U (IV) oxide (Strem Chemicals) was used.
Beispiel 3: U3O8 -Träger mit RuExample 3: U 3 O 8 support with Ru
Ein 2 Gew.-% Ru-Katalysator auf Uran(V/VI)-Oxid-Träger wurde analog zu Beispiel 1 hergestellt, mit dem einzigen Unterschied, dass ein bei 5000C für 4 h vorkalziniertes U(V/VI)-Oxid (Fa. Strem Chemicals) eingesetzt wurde.A 2 wt .-% Ru catalyst on uranium (V / VI) -Oxid carrier was prepared analogously to Example 1, with the only difference that at 500 0 C for 4 h precalcined U (V / VI) oxide (Strem Chemicals) was used.
Beispiel 4: U-Oxid -Träger mit RuExample 4 U-oxide support with Ru
1 g Uranylacetat-dihydrat (Fa. Fluka) wurden für 2 h bei 300°C und 4 h bei 800°C kalziniert. Auf 0,3 g des oxidischen U-Trägers wurde analog zu Beispiel 1 RuCl3-Hydrat aufgebracht, so dass der Ru-Gehalt 2 Gew.-% betrug.1 g of uranyl acetate dihydrate (from Fluka) were calcined for 2 hours at 300 ° C. and for 4 hours at 800 ° C. RuCl 3 hydrate was applied to 0.3 g of the oxidic U-support analogously to Example 1, so that the Ru content was 2% by weight.
Beispiel 5: Reiner Uran(IV)-Oxid-TrägerExample 5: Pure Uranium (IV) Oxide Carrier
2 g pulverförmiges Uran(IV)-Oxid (Fa. Strem Chemicals) wurden über Nacht bei 150°C in einem Trockenschrank bei Umgebungsdruck getrocknet und anschließend 2 h unter Luft bei 5000C kalziniert.2 g of powdered uranium (IV) oxide (Strem Chemicals) were dried overnight at 150 ° C in a drying oven at ambient pressure and then calcined for 2 h under air at 500 0 C.
Beispiel 6: Reiner Uran(VI)-Oxid-Träger 2 g pulverförmiges Uran(VI)-Oxid (Fa. Strem Chemicals) wurden über Nacht bei 150°C in einem Trockenschrank bei Umgebungsdruck getrocknet und anschließend 2 h unter Luft bei 500°C kalziniert.Example 6: Pure Uranium (VI) Oxide Carrier 2 g of powdered uranium (VI) oxide (Strem Chemicals) were dried overnight at 150 ° C in a drying oven at ambient pressure and then calcined for 2 h under air at 500 ° C.
Beispiel 7: Gemischter Uran(V/VI)-Oxid-TrägerExample 7: Mixed uranium (V / VI) oxide carrier
2 g pulverförmiges eines Uran(V/VI)-Oxides (Fa. Strem Chemicals) wurden über Nacht bei 150°C in einem Trockenschrank bei Umgebungsdruck getrocknet und anschließend 2 h unter Luft bei 500°C kalziniert.2 g of powdered uranium (V / VI) oxide (Strem Chemicals) were dried overnight at 150 ° C in a drying oven at ambient pressure and then calcined for 2 h at 500 ° C under air.
Beispiel 8: Gemischter Uran(V/VI)-Oxid-träger mit VorbehandelnExample 8: Mixed uranium (V / VI) oxide carrier with pretreatment
Der aus Beispiel 7 erhaltene Katalysator wurde einem Vorbehandeln für 100 h, bei 540°C unter 80 ml/min HCl und 80 ml/min O2 unterzogen. Es resultiert ein vorbehandelter Katalysator gemäß Beispiel 8.The catalyst obtained from Example 7 was subjected to pretreatment for 100 hours at 540 ° C under 80 ml / min HCl and 80 ml / min O 2 . The result is a pretreated catalyst according to Example 8.
Beispiel 9: Herstellung eines Uran- und AluminiumoxidträgersExample 9: Preparation of a uranium and alumina carrier
In einem Becherglas wurden 2 g gamma- Al2O3 Formkörper (Durchmesser ca. 1,5 mm, Fa. Saint Gobain, BET von 260 m2/g) mit einer 10 Gew-%igen wässrigen Lösung von Uranylacetat-dihydrat (Fa. Riedel de Haen) durch Besprühen imprägniert. Nach einer Einwirkzeit von 1 h wurde das Wasser in einem Luftstrom bei 800C für 2 h abgetrennt. Der Vorgang wurde so lange wiederholt, bis sich ein Anteil von errechneten 12 Gew.-% Uran auf den Formkörpern ergibt.In a beaker, 2 g of gamma-Al 2 O 3 shaped bodies (diameter about 1.5 mm, Fa. Saint Gobain, BET of 260 m 2 / g) with a 10 wt% aqueous solution of uranyl acetate dihydrate (Fa Riedel de Haen) by spraying. After a contact time of 1 h, the water was separated in an air stream at 80 0 C for 2 h. The process was repeated until a proportion of calculated 12 wt .-% uranium results on the moldings.
Die Formkörper wurden anschließend für vier Stunden bei 800°C im Luftstrom kalziniert.The moldings were then calcined for four hours at 800 ° C in an air stream.
Beispiel 10: Herstellung und Analyse eines Uran- und AluminiumoxidträgersExample 10: Preparation and Analysis of a Uranium and Alumina Support
Analog zu Beispiel 9 wurden 40 g Formkörper aus gamma-Al2O3 (Fa. Saint Gobain, BET von 200 m2/g) mit Uran imprägniert und kalziniert.Analogously to Example 9, 40 g of gamma-Al 2 O 3 shaped bodies (Saint Gobain, BET of 200 m 2 / g) were impregnated with uranium and calcined.
Eine Untersuchung mittels XRD (Theta/Theta-Reflexionsdiffraktometer SIEMENS D 5000) zeigte das Vorliegen von gamma-Al2O3, sowie U3Og.Examination by XRD (theta / theta reflection diffractometer SIEMENS D 5000) showed the presence of gamma-Al 2 O 3 , as well as U 3 Og.
Beispiel 11-14: Einsatz der Katalysatoren aus den Beispielen 1-4 in der HCl- Oxidation bei 3000C 0,2 g der gemäß Beispiel 1-4 erhaltenen Katalysatoren wurden gemahlen und als Gemisch mit I g Quarzsand (100-200 μm) in ein Quarzreaktionsrohr (Durchmesser ~ 10 mm) eingebracht.Example 11-14: Using the catalysts of Examples 1-4 in the HCl oxidation at 300 0 C 0.2 g of the catalysts obtained according to Example 1-4 were ground and introduced as a mixture with 1 g of silica sand (100-200 microns) in a quartz reaction tube (diameter ~ 10 mm).
Das Quarzreaktionsrohr wurde auf 3000C erwärmt und im Folgenden bei dieser Temperatur betrieben.The quartz reaction tube was heated to 300 0 C and operated in the following at this temperature.
Es wurde ein Gasgemisch aus 80 ml/min HCl und 80 ml/min Sauerstoff durch das Quarzreaktionsrohr geleitet. Nach 30 Minuten wurde der Produktgasstrom für 10 Minuten in eine 16 Gew.-%ige Kaliumiodidlösung geleitet und das somit entstandende Iod mit einer 0, 1 N Thiosulfatlösung zurücktitriert, um die eingeleitete Chlormenge zu ermitteln.A gas mixture of 80 ml / min HCl and 80 ml / min oxygen was passed through the quartz reaction tube. After 30 minutes, the product gas stream was passed into a 16% by weight potassium iodide solution for 10 minutes, and the resulting iodine was back titrated with a 0.1 N thiosulfate solution to determine the amount of chlorine introduced.
Es ergaben sich die in Tabelle 1 gezeigten Produktivitäten der Katalysatoren bei 3000C.The productivities of the catalysts shown in Table 1 were found to be 300 ° C.
Tabelle 1: Produktivitäten der Katalysatoren gemäß der Beispiele 1-4 nach Beispielen 11-14Table 1: Productivities of the catalysts according to Examples 1-4 according to Examples 11-14
Beispiele 15-19: Einsatz der Katalysatoren aus den Beispielen 5-9 in der HCl- Oxidation bei 5400CExamples 15-19: Use of the catalysts of Examples 5-9 in the HCl oxidation at 540 0 C
Es wurden Versuche analog zu jenen der Beispiele 1 1-14 für die Katalysatoren gemäß der Beispiele 5-9 durchgeführt, wobei nun das Quarzreaktionsrohr auf 5400C erwärmt und im Folgenden bei dieser Temperatur betrieben wurde.Were carried out analogous to those of Examples 1 1-14 for the catalysts of Examples 5-9 experiments in which now heats the quartz reaction tube to 540 0 C and was operated in the following at this temperature.
Es ergaben sich die in Tabelle 2 gezeigten Produktivitäten der Katalysatoren bei 5400C. Beispiele 20-24: Einsatz der Katalysatoren aus den Beispielen 5-9 in der HCl- Oxidation bei 6000CThe productivities of the catalysts shown in Table 2 were found to be 540 ° C. Examples 20-24: Use of the catalysts of Examples 5-9 in the HCl oxidation at 600 0 C
Es wurden Versuche analog zu jenen der Beispiele 11-14 für die Katalysatoren gemäß der Beispiele 5-9 durchgeführt, wobei nun das Quarzreaktionsrohr auf 600°C erwärmt und im Folgenden bei dieser Temperatur betrieben wurde.Experiments were carried out analogously to those of Examples 11-14 for the catalysts according to Examples 5-9, wherein now the quartz reaction tube was heated to 600 ° C and subsequently operated at this temperature.
Es ergaben sich die in Tabelle 2 gezeigten Produktivitäten der Katalysatoren bei 6000C.The productivities of the catalysts shown in Table 2 were found to be 600 ° C.
Tabelle 2: Produktivitäten der Katalysatoren gemäß der Beispiele 5-9 nach Beispielen 15-24Table 2: Productivities of the catalysts according to Examples 5-9 of Examples 15-24

Claims

Patentansprüche claims
1. Katalysator für Chlorwasserstoffoxidation, der mindestens einen in der Katalyse von Oxidationsreaktionen aktiven Bestandteil sowie einen Träger dafür umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger auf einer uranhaltigen Verbindung, insbesondere Uranoxid, basiert.A catalyst for hydrogen chloride oxidation which comprises at least one active ingredient in the catalysis of oxidation reactions and a carrier therefor, characterized in that the carrier is based on a uranium-containing compound, in particular uranium oxide.
2. Katalysator nach Anspruch 1, wobei der Träger UO3, UO2, UO oder die aus Gemischen dieser Spezies resultierenden nichtstöchimoetrischen Phasen wie U3O5, U2O5, U3O7, U3O8, U4O9 U13O34 enthält.2. Catalyst according to claim 1, wherein the support UO 3 , UO 2 , UO or the mixtures of these species resulting nichtstöchimoetrischen phases such as U 3 O 5 , U 2 O 5 , U 3 O 7 , U 3 O 8 , U 4 O. 9 U 13 O 34 contains.
3. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger Uranoxide oder Gemische dieser mit einer stöchiometrischen Zusammensetzung von U02ii bis UO2;9 enthält.3. A catalyst according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier uranium oxides or mixtures thereof with a stoichiometric composition of U0 2i i to UO 2; 9 contains.
4. Katalysator nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Träger zusätzlich Siliziumdioxid, Titandioxid mit Rutil- oder Anatas-Struktur, Zirkondioxid, Aluminiumoxid oder deren Gemische enthält.4. Catalyst according to claim 1, 2 or 3, wherein the carrier additionally contains silica, titania with rutile or anatase structure, zirconium dioxide, alumina or mixtures thereof.
5. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei dieser als weiteren katalytisch aktiven Bestandteil mindestens ein Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: Ruthenium, Osmium, Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold, Rhenium, Bismut, Kobalt, Vanadium, Chrom, Mangan, Nickel, Wolfram und Eisen.5. Catalyst according to one of claims 1 to 4, wherein this comprises as further catalytically active ingredient at least one element which is selected from the group consisting of: ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, copper, silver, Gold, rhenium, bismuth, cobalt, vanadium, chromium, manganese, nickel, tungsten and iron.
6. Katalysator nach Anspruch 5, wobei der weitere katalytisch aktive Bestandteil Ruthenium umfasst.The catalyst of claim 5, wherein the further catalytically active ingredient comprises ruthenium.
7. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere katalytisch aktive Bestandteil in Form einer wässrigen Lösung oder Suspension auf den Träger aufgebracht und das Lösungsmittel entfernt wird.7. A catalyst according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the further catalytically active ingredient is applied in the form of an aqueous solution or suspension to the carrier and the solvent is removed.
8. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere katalytisch aktive Bestandteil als wässrige Lösung oder Suspension von Ruthenium-Halogeniden, -Oxiden, -Hydroxiden oder -Oxyhalogeniden jeweils allein oder in beliebiger Mischung auf den Träger aufgebracht wird und das Lösungsmittel entfernt wird. 8. Catalyst according to one of claims 1 to 7, characterized in that the further catalytically active ingredient is applied as an aqueous solution or suspension of ruthenium halides, oxides, hydroxides or oxyhalides each alone or in any mixture on the carrier and the solvent is removed.
9. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Bestandteil identisch mit mindestens einem Bestandteil des Trägers und ein Uranoxid oder ein Gemisch von Uranoxiden ist.9. Catalyst according to one of claims 1 to 4, characterized in that the active ingredient is identical to at least one component of the carrier and a uranium oxide or a mixture of uranium oxides.
10. Katalysator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit einem stöchiometrischen Gemisch aus Sauerstoff und HCl bei Temperaturen von mindestens 400°C für mindestens 10 h vorbehandelt ist.10. A catalyst according to claim 8, characterized in that it is pretreated with a stoichiometric mixture of oxygen and HCl at temperatures of at least 400 ° C for at least 10 h.
11. Verwendung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in der katalytischen Gasphasenoxidation von Chlorwasserstoff mit Sauerstoff.11. Use of a catalyst according to any one of claims 1 to 10 in the catalytic gas phase oxidation of hydrogen chloride with oxygen.
12. Verfahren zur Herstellung von Chlor umfassend die katalytische Gasphasenoxidation von Chlorwasserstoff mit Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, dass ein Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 10 eingesetzt wird. 12. A process for the preparation of chlorine comprising the catalytic gas phase oxidation of hydrogen chloride with oxygen, characterized in that a catalyst according to any one of claims 1 to 10 is used.
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