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Title:
METHOD FOR HYDROGEN CHLORIDE OXIDATION AT A CATALYST HAVING LOW SURFACE ROUGHNESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/142604
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the catalytic oxidation of hydrogen chloride with oxygen to form chloride in a fluidized bed method in the presence of a catalyst containing ruthenium on a particulate carrier made of alpha-aluminum oxide having an average particle size of 10 to 200 µm, characterized in that the catalyst carrier has a low surface roughness and can be obtained from a used catalyst, which has been used for at least 500 operating hours in a fluidized bed method.

Inventors:
HENZE GUIDO (DE)
URTEL HEIKO (DE)
SESING MARTIN (DE)
KARCHES MARTIN (DE)
FEHREN VON THORSTEN (DE)
KUSTURA TONI (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/057814
Publication Date:
December 16, 2010
Filing Date:
June 04, 2010
Export Citation:
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Assignee:
BASF SE (DE)
HENZE GUIDO (DE)
URTEL HEIKO (DE)
SESING MARTIN (DE)
KARCHES MARTIN (DE)
FEHREN VON THORSTEN (DE)
KUSTURA TONI (DE)
International Classes:
C01B7/04; B01J23/46; B01J23/96; B01J38/68
Domestic Patent References:
WO2007125004A12007-11-08
WO2007023162A12007-03-01
WO2007074129A12007-07-05
Other References:
See also references of EP 2440490A1
Attorney, Agent or Firm:
SCHUCK, Alexander (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur katalytischen Oxidation von Chlorwasserstoff mit Sauerstoff zu Chlor in einem Wirbelschichtverfahren in Gegenwart eines Katalysators enthaltend Ruthenium auf einem partikulären Träger aus alpha-Aluminiumoxid mit einer mittleren Teilchengröße von 10 bis 200 μm, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorträger eine geringe Oberflächenrauhigkeit aufweist und aus einem gebrauchten Katalysator, der mindestens 500 Betriebsstunden in einem Wirbel- schichtverfahren eingesetzt wurde, erhältlich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der partikuläre Träger im Wesentlichen aus alpha-Aluminiumoxid besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator

a) 0,1 bis 10 Gew.-% Ruthenium, b) 0 bis 10 Gew.-% Nickel, c) 0 bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer Erdalkalimetalle, d) 0 bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer Alkalimetalle, e) 0 bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer Seltenerdmetalle, f) 0 bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer weiterer Metalle, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Palladium, Platin, Iridium und Rhenium,

jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorträger aus einem gebrauchten, Rutheniumoxid enthaltenden Kataly- sator erhalten wird, indem

a) der Rutheniumoxid enthaltende Katalysator in einem Gasstrom enthaltend

Chlorwasserstoff und gegebenenfalls ein Inertgas bei einer Temperatur von

300 bis 500 0C reduziert wird oder in einem Gasstrom enthaltend Wasser- stoff und gegebenenfalls ein Inertgas bei einer Temperatur von 150 bis 600

0C reduziert wird; b) der reduzierte Katalysator aus Schritt a) mit Salzsäure in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases behandelt wird, wobei das auf dem Träger vorliegende metallische Ruthenium als Rutheniumchlorid gelöst und als wässrige Rutheniumchlorid-Lösung abgetrennt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator durch Imprägnieren des Trägers mit einer oder mehreren Metallsalzlösungen, welche Ruthenium und gegebenenfalls ein- oder mehrere weitere Promotormetalle enthalten, Trocknen und Calcinieren des imprägnierten Trägers erhältlich ist.

Description:
Verfahren zur Chlorwasserstoffoxidation an einem Katalysator mit geringer Oberflächenrauhigkeit

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Oxidation von Chlorwasserstoff an einem Katalysator enthaltend Ruthenium auf einem partikulären Träger mit geringer Oberflächenrauhigkeit.

In dem von Deacon 1868 entwickelten Verfahren der katalytischen Chlorwasserstoff- Oxidation wird Chlorwasserstoff mit Sauerstoff in einer exothermen Gleichgewichtsreaktion zu Chlor oxidiert. Durch Überführung von Chlorwasserstoff in Chlor kann die Chlorherstellung von der Natronlaugeherstellung durch Chloralkalielektrolyse entkop- pelt werden. Eine solche Entkoppelung ist attraktiv, da weltweit der Chlorbedarf stärker als die Nachfrage nach Natronlauge wächst. Zudem fällt Chlorwasserstoff in großen Mengen beispielsweise bei Phosgenierungsreaktionen, etwa bei der Isocyanather- stellung, als Koppelprodukt an.

In EP-A 0 743 277 ist ein Verfahren zur Herstellung von Chlor durch katalytische Chlorwasserstoff -Oxidation offenbart, bei dem ein Ruthenium enthaltender Trägerkatalysator eingesetzt wird. Ruthenium wird dabei in Form von Rutheniumchlorid, Rutheni- umoxichloriden, Chlorruthenat-Komplexen, Rutheniumhydroxid, Ruthenium-Amin- Komplexen oder in Form weiterer Ruthenium-Komplexe auf den Träger aufgebracht. Der Katalysator kann als weitere Metalle Palladium, Kupfer, Chrom, Vanadium, Mangan, Alkali-, Erdalkali- und Seltenerdmetalle enthalten.

Gemäß GB 1 ,046,313 wird in einem Verfahren der katalytischen Chlorwasserstoff- Oxidation als Katalysator Ruthenium(lll)chlorid auf Aluminiumoxid eingesetzt.

DE 10 2005 040286 A1 offenbart einen mechanisch stabilen Katalysator für die Chlorwasserstoffoxidation, enthaltend auf alpha-Aluminiumoxid als Träger

a) 0,001 bis 10 Gew.-% Ruthenium, Kupfer und/oder Gold, b) 0 bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer Erdalkalimetalle, c) 0 bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer Alkalimetalle, d) 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Seltenerdmetalle, e) 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer weiterer Metalle, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Palladium, Platin, Osmium, Iridium, Silber und Rhenium. Als zur Dotierung geeignete Promotoren werden Alkalimetalle wie Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium, bevorzugt Lithium, Natrium und Kalium, besonders bevorzugt Kalium, Erdalkalimetalle wie Magnesium, Calcium, Strontium und Barium, bevorzugt Magnesium und Calcium, besonders bevorzugt Magnesium, Seltenerdmetalle wie Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym und Neodym, bevorzugt Scandi- um, Yttrium, Lanthan und Cer, besonders bevorzugt Lanthan und Cer, oder deren Gemische, ferner Titan, Mangan, Molybdän und Zinn genannt.

Ein Wirbelschichtkatalysator, welcher in einem Reaktor betrieben wird, der aus nickel- haltigen Stählen (z.B. HC4, Inconel 600 etc.) gefertigt ist, erzeugt während der Dea- con-Reaktion durch Korrosion und Erosion einen Abtrag von NiC^ vom Reaktor. Die fortgesetzte Erosion beeinträchtigt die Lebensdauer des Wirbelschichtreaktors.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den oben beschriebenen Nachteilen abzuhelfen.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur katalytischen Oxidation von Chlorwasserstoff mit Sauerstoff zu Chlor in einem Wirbelschichtverfahren in Gegenwart ei- nes Katalysators enthaltend Ruthenium auf einem partikulären Träger aus alpha- Aluminiumoxid mit einer mittleren Teilchengröße von 10 bis 200μm, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorträger eine geringe Oberflächenrauhigkeit aufweist und aus einem gebrauchten Katalysator, der mindestens 500 Betriebsstunden in einem Wirbelschichtverfahren eingesetzt wurde, erhältlich ist.

Es wurde gefunden, dass ein Wirbelschichtkatalysator auf Basis von Trägerpartikeln aus alpha-Aluminiumoxid, welche aus einem gebrauchten Wirbelschichtkatalysator wieder gewonnen wurden, einen deutlich geringeren Abrieb an der Wand des Wirbelschichtreaktors bewirkt, wenn der gebrauchte Wirbelschichtkatalysator zuvor mindes- tens 500 Betriebsstunden in einem Wirbelschichtverfahren eingesetzt wurde. Vorzugsweise wurde der gebrauchte Wirbelschichtkatalysator mindestens 1000 Betriebsstunden in einem Wirbelschichtverfahren eingesetzt.

Der Katalysatorträger weist bevorzugt einen mittleren Durchmesser (d 50 -Wert) von be- vorzugt 30 bis 100, besonders bevorzugt 40 bis 80 auf.

Im Allgemeinen handelt es sich bei den in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Wirbelschichtreaktoren um Reaktoren aus einem nickelhaltigen Werkstoff. Vorzugsweise beträgt der Nickelgehalt mindestens 10 Gew.-%. Daneben können die ni- ckelhaltigen Werkstoffe noch ein oder mehrere weitere Metalle als Legierungsbestandteile enthalten, beispielsweise ausgewählt aus Eisen, Molybdän, Chrom und Titan. Beispiele für nickelhaltige Werkstoffe sind HC4 (2.4810 NiCM 5Fe) und Inconel 600 (Ni- Mo16Cr16Ti).

Die Wirbelschicht wird mit einer Gasgeschwindigkeit betrieben, die im Allgemeinen das 3 bis 500-fache, bevorzugt das 10 bis 200-fache, besonders bevorzugt das 30 bis 100- fache der Gasgeschwindigkeit am Wirbelpunk (d.h. beim Einsetzen der Fluidisation) beträgt.

Vorzugsweise wird der erfindungsgemäß eingesetzte pulverförmige Katalysatorträger aus zuvor im Deacon-Verfahren eingesetzten, gebrauchten Ruthenium-haltigen Katalysatoren gewonnen, welche als Träger alpha-Aluminiumoxid, gegebenenfalls im Gemisch mit weiteren Trägermaterialien, enthalten. Im Allgemeinen besteht der Träger im Wesentlichen aus alpha-Aluminiumoxid, kann aber weitere Trägermaterialien, beispielsweise Graphit, Siliciumdioxid, Titandioxid und/oder Zirkondioxid, bevorzugt Titandioxid und/oder Zirkondioxid, enthalten.

Der erfindungsgemäß eingesetzte Träger kann aus einem gebrauchten, Ruthenium- oxid enthaltenden Katalysator erhalten werden, indem

a) der Rutheniumoxid enthaltende Katalysator in einem Gasstrom enthaltend Chlorwasserstoff und gegebenenfalls ein Inertgas bei einer Temperatur von 300 bis 500 0 C reduziert wird;

b) der reduzierte Katalysator aus Schritt a) mit Salzsäure in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases behandelt wird, wobei das auf dem Träger vorliegende metallische Ruthenium als Rutheniumchlorid gelöst und als wässrige Rutheniumchlorid-Lösung abgetrennt wird,

oder

a) der Rutheniumoxid enthaltende Katalysator in einem Gasstrom enthaltend Wasserstoff und gegebenenfalls ein Inertgas bei einer Temperatur von 150 bis 600 0 C reduziert wird;

b) der reduzierte Katalysator aus Schritt a) mit Salzsäure in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases behandelt wird, wobei das auf dem Träger vorlie- gende metallische Ruthenium als Rutheniumchlorid gelöst und als wässrige Rutheniumchlorid-Lösung abgetrennt wird.

Die Rutheniumchlorid-Lösung kann, gegebenenfalls nach Aufkonzentrierung, zur Her- Stellung eines neuen Katalysators eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Katalysatoren werden durch Tränkung des gebrauchten Trägermaterials mit wässrigen Lösungen von Salzen der Metalle erhalten. Die Metalle werden üblicher Weise als wässrige Lösungen ihrer Chloride, Oxichloride oder Oxide auf den Träger aufgebracht.

Die spezifische Oberfläche des alpha-Aluminiumoxidträgers vor der Metallsalz- Ablagerung liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 10 m 2 /g. alpha-Aluminiumoxid kann durch Erhitzen von gamma-Aluminiumoxid auf Temperaturen oberhalb von 1000 0 C hergestellt werden, vorzugsweise wird es so hergestellt. Im Allgemeinen wird 2 bis 24 h lang calciniert.

Als Promotoren kann der erfindungsgemäße Katalysator neben Ruthenium weitere Metalle enthalten. Diese sind üblicher Weise in Mengen bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Katalysatorgewicht, in dem Katalysator enthalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäß eingesetzte Katalysator neben Ruthenium noch Nickel auf. Es wurde gefunden, dass ein mit Nickel dotierter Ruthenium enthaltender Katalysator eine höhere Aktivität aufweist als ein Kata- lysator ohne Nickel. Es wird vermutet, dass diese Aktivitätssteigerung sowohl auf die promotierenden Eigenschaften des Nickelchlorids als auch auf die durch das Nickelchlorid bewirkte bessere Dispersität der Aktivkomponente auf der Oberfläche des Katalysators zurückzuführen ist. So liegt Ruthenium auf dem erfindungsgemäßen Katalysator in frischer oder regenerierter Form als RuO 2 -Kristallite mit einer Kristallitgröße < 7 nm vor. Die Kristallitgröße wird über die Halbwertsbreite des Reflexes der Spezies bei der XRD-Messung bestimmt.

Die Ruthenium enthaltenden Katalysatoren für die katalytische Chlorwasserstoff- Oxidation können zusätzlich Verbindungen eines oder mehrerer weiterer Edelmetalle, ausgewählt aus Palladium, Platin, Iridium und Silber, enthalten. Die Katalysatoren können weiterhin Rhenium enthalten. Die Katalysatoren können ferner mit einem oder mehreren weiteren Metallen dotiert sein. Zur Dotierung eignen sich als Promotoren Alkalimetalle wie Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium, bevorzugt Lithium, Natrium und Kalium, besonders bevorzugt Kalium, Erdalkalimetalle wie Magnesium, Calcium, Strontium und Barium, bevorzugt Magnesium, Seltenerdmetalle wie Scandi- um, Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym und Neodym, bevorzugt Scandium, Yttrium, Lanthan und Cer, besonders bevorzugt Lanthan und Cer, oder deren Gemische, ferner Titan.

Für die Chlorwasserstoff-Oxidation bevorzugte Katalysatoren enthalten

a) 0,1 bis 10 Gew.-% Ruthenium, b) 0 bis 10 Gew.-% Nickel, c) 0 bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer Erdalkalimetalle, d) 0 bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer Alkalimetalle, e) 0 bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer Seltenerdmetalle, f) 0 bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer weiterer Metalle, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Palladium, Platin, Iridium, Silber und Rhenium,

jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators. Die Gewichtsangaben beziehen sich auf das Gewicht des Metalls, auch wenn die Metalle in der Regel in oxidischer oder chloridischer Form auf dem Träger vorliegen.

Im Allgemeinen beträgt der Gehalt an weiteren Metallen c) bis f), die neben Ruthenium und gegebenenfalls Nickel vorliegen, insgesamt nicht mehr als 5 Gew.-%.

Ganz besonders bevorzugte enthält der erfindungsgemäß eingesetzte Katalysator 0,5 bis 5 Gew.-% Ruthenium und 0,5 bis 5 Gew.-% Nickel, bezogen auf das Gewicht des Katalysators. In einer speziellen Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Katalysator ca. 1 bis 3 Gew.-% Ruthenium und 1 bis 3,5 Gew.-% Nickel auf alpha- Aluminiumoxid als Träger und daneben keine weiteren Aktivmetalle und Promotormetalle, wobei Ruthenium als RuC> 2 vorliegt.

Die Rutheniumträgerkatalysatoren können beispielsweise durch Tränkung des Trägermaterials mit wässrigen Lösungen von RuClß und gegebenenfalls NiC^ sowie der weiteren Promotoren zur Dotierung, bevorzugt in Form ihrer Chloride, erhalten werden. Die Pulver können anschließend bei Temperaturen von 100 bis 500 0 C, bevorzugt 100 bis 300 0 C beispielsweise unter einer Stickstoff-, Argon- oder Luftatmosphäre getrock- net und gegebenenfalls calciniert werden. Bevorzugt werden die Pulver zunächst bei 100 bis 150 0 C getrocknet und anschließend bei 200 bis 500 0 C calciniert.

Nach Deaktivierung des Katalysators kann der Träger wiedergewonnen und erneut zur Herstellung eines Rutheniumträgerkatalysators eingesetzt werden. Zur Durchführung der Chlorwasserstoffoxidation wird ein Chlorwasserstoffstrom und ein Sauerstoff enthaltender Strom in den Wirbelschichtreaktor eingespeist und Chlorwasserstoff in Gegenwart des Katalysators teilweise zu Chlor oxidiert, wobei ein Pro- duktgasstrom erhalten wird, der Chlor, nicht umgesetzten Sauerstoff, nicht umgesetzten Chlorwasserstoff und Wasserdampf enthält. Der Chlorwasserstoffstrom, der aus einer Anlage zur Herstellung von Isocyanaten stammen kann, kann Verunreinigungen wie Phosgen und Kohlenmonoxid enthalten.

Übliche Reaktionstemperaturen liegen zwischen 150 und 500 0 C, übliche Reaktionsdrücke liegen zwischen 1 und 25 bar, beispielsweise 4 bar. Bevorzugt beträgt die Reaktionstemperatur > 300 0 C, besonders bevorzugt liegt sie zwischen 350 0 C und 420 0 C. Ferner ist es zweckmäßig, Sauerstoff in überstöchiometrischen Mengen einzusetzen. Üblich ist beispielsweise ein 1 ,5- bis vierfacher Sauerstoff-Überschuss. Da keine Selektivitätsverluste zu befürchten sind, kann es wirtschaftlich vorteilhaft sein, bei relativ hohen Drücken und dementsprechend bei gegenüber Normaldruck längeren Verweilzeiten zu arbeiten.

Die Katalysator-Wirbelschicht kann neben dem Katalysator zusätzliches Inertmaterial, vorzugsweise in Form von zusätzlichem, inaktivem Trägermaterial enthalten. Bei dem inaktiven Inertmaterial handelt es sich ebenfalls um gebrauchtes Trägermaterial, welches aufgrund der Verwendung in einem Wirbelschichtverfahren über einen Zeitraum von mindestens 500 Betriebsstunden eine geringe Oberflächenrauhigkeit aufweist. Inertmaterial kann in Mengen von 0 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-%, be- zogen auf die Summe von Katalysator und Inertmaterial, eingesetzt werden.

Der Umsatz an Chlorwasserstoff im einfachen Durchgang kann auf 15 bis 90 %, bevorzugt 40 bis 85 % begrenzt werden. Nicht umgesetzter Chlorwasserstoff kann nach der Abtrennung teilweise oder vollständig in die katalytische Chlorwasserstoff- Oxidation zurückgeführt werden. Das Volumenverhältnis von Chlorwasserstoff zu Sauerstoff am Reaktoreintritt liegt in der Regel zwischen 1 :1 und 20:1 , bevorzugt zwischen 1 ,5:1 und 8:1 , besonders bevorzugt zwischen 1 ,5:1 und 5:1.

Aus dem bei der katalytischen Chlorwasserstoff-Oxidation erhaltenen Produktgasstrom kann nachfolgend in üblicher Weise das gebildete Chlor abgetrennt werden. Die Abtrennung umfasst üblicher Weise mehrere Stufen, nämlich die Abtrennung und gegebenenfalls Rückführung von nicht umgesetztem Chlorwasserstoff aus dem Produktgasstrom der katalytischen Chlorwasserstoff-Oxidation, die Trocknung des erhaltenen, im Wesentlichen aus Chlor und Sauerstoff bestehenden Restgasstroms sowie die Abtrennung von Chlor aus dem getrockneten Strom.

Ein erfindungsgemäß eingesetzter, Ruthenium enthaltender Chlorwasserstoff- Oxidationskatalysator lässt sich auch erhalten durch Regenerierung eines gebrauchten Wirbelschichtkatalysators, der mindestens 500 Betriebsstunden in einem Chlorwasser- stoff-Oxidationsverfahren eingesetzt wurde. Dieser lässt sich beispielsweise regenerieren durch:

a) Reduzieren des Katalysators in einem Gasstrom enthaltend Chlorwasserstoff und gegebenenfalls ein Inertgas bei einer Temperatur von 300 bis 500 0 C,

b) Recalcinieren des Katalysators in einem Sauerstoff enthaltenden Gasstrom bei einer Temperatur von 200 bis 450 0 C.

Es wurde gefunden, dass sich RuC> 2 mit Chlorwasserstoff reduzieren lässt. Es wird angenommen, dass die Reduktion über RuCI 3 bis zum elementaren Ruthenium erfolgt. Behandelt man also einen teilweise deaktivierten rutheniumoxidhaltigen Katalysator mit Chlorwasserstoff, so wird vermutlich nach einer ausreichend langen Behandlungszeit Rutheniumoxid quantitativ zu Ruthenium reduziert. Durch diese Reduktion werden die RuO 2 -Kristallite zerstört und wird das Ruthenium, welches als elementares Ruthenium, als Gemisch aus Rutheniumchlorid und elementarem Ruthenium, oder als Rutheniumchlorid vorliegen kann, auf dem Träger redispergiert. Nach der Reduktion lässt sich das Ruthenium wieder mit einem sauerstoffhaltigen Gas, beispielsweise mit Luft, zum kata- lytisch aktiven RuO 2 reoxidieren. Es wurde gefunden, dass der so erhaltene Katalysator wieder annähernd die Aktivität des frischen Katalysators aufweist. Ein Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass der Katalysator in situ im Reaktor regeneriert werden kann und nicht ausgebaut werden muss.

Der regenerierte Katalysator weist eine der Betriebsdauer entsprechende geringe Oberflächenrauhigkeit auf.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiele

Beispiel 1 Der Frischkatalysator wird hergestellt durch Tränkung des Trägers (α-AI 2 O 3 -Pulver, d 50 = 50 μm) mit einer wässrigen RuCI 3 -Lösung, Trocknen und Kalzinieren bei 300 bis 450 0 C für 0,5 bis 5,0 h. Der Frischkatalysator hat eine sehr raue Oberfläche und erzeugt daher einen hohen Reaktorabtrag im Wirbelschichtverfahren.

600 g des Katalysators werden in einem Wirbelbettreaktor mit einem Durchmesser von 44 mm, einer Höhe von 990 mm und einer Betthöhe von 300 bis 350 mm bei 400 0 C mit 200 NLh "1 HCl und 100 NL-h "1 O 2 betrieben. Der Katalysator liegt in Form eines Pulvers mit einem mittleren Durchmesser von 50 Mikrometern (d 50 -Wert) vor. Dabei wird ein Chlorwasserstoff-Umsatz von 61 % erhalten. Der Katalysator wird zwischen 360 und 380 0 C betrieben.

Figur 1 zeigt eine Aufnahme des frischen Katalysators. Figur 2 zeigt eine Aufnahme des Katalysators nach 675 Betriebsstunden. Figur 3 zeigt eine Aufnahme des Katalysators nach 7175 Betriebsstunden. Figur 4 zeigt eine Aufnahme des Katalysators nach 9485 Betriebsstunden.

Der Frischkatalysator zeigt eine raue Oberfläche und bewirkt durch diese eine durch- schnittliche Erosionsrate der Reaktorwand von 0,30 mm/Jahr. Nach 675 Stunden ist eine leichte Abrundung der Katalysatoroberfläche zu erkennen, welches sich durch eine leicht gesunkene Erosionsrate von 0,28 mm/Jahr ausdrückt. Nach 7175 Stunden ist der Katalysator soweit abgerundet, dass die Erosionsrate auf 0,04 mm/Jahr zurückgeht. Nach 9485 Stunden schließlich ist die Erosionsrate aufgrund der glatten Kataly- satoroberfläche praktisch gleich null.

Ein Recycling des Trägers ermöglicht die Präparation eines Frischkatalysators, welcher von Anfang an so gut wie keine Erosion der Reaktorwand verursacht und somit die Lebensdauer des Reaktors um ein Vielfaches erhöht.

Beispiel 2

585 g eines gebrauchten und deaktivierten Wirbelschichtkatalysators, der 2 Gew.-% RuO 2 auf alpha-AI 2 O 3 , (mittlerer Durchmesser (d 50 -Wert): 50 μm) und, als Folge von Korrosion und Erosion des nickelhaltigen Reaktors, 2,5 Gew.-% Nickelchlorid enthält, werden in dem in Beispiel 1 beschriebenen Wirbelbettreaktor 70 h lang mit 100 NL/h gasförmiger HCl bei 430 0 C behandelt. Der so erhaltene reduzierte Katalysator wird in einem 2500 ml_ Glasreaktor mit 2000 ml_ einer 20 %igen HCI-Lösung unter intensivem Rühren für 96 h bei 100 0 C behandelt. Während der gesamten Behandlungsdauer werden 20 NL/h Luft eingeperlt. Die überstehende Ru- und Ni-haltige Lösung wird durch Filtration vom Feststoff (Träger) getrennt und der Filterkuchen mit 500 mL Wasser gewaschen. Die kombinierten wässrigen Phasen enthalten > 98 % des Rutheniums und des Nickels. Durch Eindampfen eines Teils dieser Lösung auf 18 mL erhält man eine Lösung, welche 4,2 Gew.-% Ruthenium und 7,0 Gew.-% Nickel enthält.

Beispiel 3

200 g eines deaktivierten Wirbelschichtkatalysators, welcher nach 9485 Betriebsstunden in dem in Beispiel 1 beschriebenen Wirbelschichtreaktor erhalten wurde, werden dem in Beispiel 2 beschriebenen Recycling-Verfahren zur Wiedergewinnung des Trägers unterworfen. 50 g des dabei erhaltenen abgerundeten Trägers werden mit 18 mL einer wässrigen RuCI 3 -Lösung (Ru-Gehalt = 4,2 Gew.-%) im Sprühverfahren in einem drehenden Glaskolben getränkt und der resultierende Feststoff für 16 h bei 120 0 C getrocknet. Das getrocknete Material wird 1 h bei 380 0 C unter Luft calciniert. Der so entstandene, RuO 2 -haltige Katalysator kann erneut für die katalytische HCI-Oxidation mit O 2 eingesetzt werden.

2 g dieses Katalysators werden mit 118 g α-AI 2 O 3 gemischt und in einem Wirbelschichtreaktor (d = 29 mm; Höhe des Wirbelbettes 20 bis 25 cm) bei 360 0 C mit 9,0 NL/h HCl und 4,5 NL/h O 2 von unten über eine Glasfritte durchströmt und der HCI- Umsatz durch Einleiten des resultierenden Gasstromes in eine Kaliumiodidlösung und anschließende Titration des entstandenen lods mit einer Natriumthiosulfatlösung be- stimmt. Es wird ein HCI-Umsatz von 37,7 % festgestellt.

Beispiel 4

21 kg des gebrauchten Katalysators aus Beispiel 2 (RuO 2 auf Ci-AI 2 O 3 enthaltend 2,5 Gew.-% Nickelchlorid) werden in einem Wirbelbettreaktor mit einem Durchmesser von 108 mm, einer Höhe von 4 bis 4,5 m und einer Betthöhe von 2,5 bis 3 m bei 400 0 C mit 10,5 kg-h "1 HCl, 4,6 kg-h "1 O 2 und 0,9 N 2 kg-h "1 betrieben. Der Katalysator liegt in Form eines Pulvers mit einem mittleren Durchmesser von 50 Mikrometern (d 50 -Wert) vor. Dabei wird ein Umsatz des HCl von 77 % erhalten. Danach wird für 20 h bei 400 0 C der Sauerstoff ausgeschaltet und stattdessen auf 10,0 kg-h "1 HCl umgestellt. Nach 20 h wird der Katalysator bei 400 0 C für 30 min bei 2,0 kg-h "1 O 2 und 8,0 kg-h "1 N 2 wieder recalciniert und so reaktiviert. Nach dieser Behandlung zeigt der Katalysator bei 400 0 C mit 10,5 kg-h "1 HCl, 4,6 kg-h "1 O 2 und 0,9 N 2 kg-h "1 einen Umsatz von 84 % bezüglich HCl.