[發明專利]一種三組分乙炔氫氯化無汞催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201611129114.1
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN107983375B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 劉廣業;宋智甲;龐曉東;徐云鵬;劉中民;周軍;宋曉玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所;新疆兵團現代綠色氯堿化工工程研究中心（有限公司）
• 主分類號: B01J27/122
• 分類號: B01J27/122;B01J27/138;C07C17/08;C07C21/06
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩

本發明公開了一種可用于乙炔氫氯化反應的無汞催化劑及其制備方法，該催化劑包含載體活性炭和活性組分，活性組分為三組分的混合物，其中A組分為氯金酸，B組分為氯化銅，C組分為氯化鈉、氯化鉀、氯化銣、氯化銫、氯化鎂、氯化鈣、氯化鈰、氯化鋇中的一種，其中，A組分中的金元素與所述載體的重量百分比為0.01％～0.1％，B組分中的氯化銅與所述載體的重量百分比為0.5％～20％，C組分與所述載體的重量百分比為1％～30％。采用等體積浸漬將活性組分負載在載體上，并通過烘干手段得到新型無汞催化劑。該催化劑在乙炔氫氯化制備氯乙烯的反應中表現出很高的活性，選擇性及較好的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種可用于乙炔氫氯化反應的無汞催化劑及其制備方法，屬于化工生產中的催化劑及其制備領域。

背景技術

PVC作為五大通用塑料之一，在國家經濟建設當中起著重要作用，廣泛應用于汽車、建材、管材、電線電纜、玩具以及食品包裝等多種行業。乙炔法(乙炔氫氯化法)、乙烯法和乙烷法是工業上合成氯乙烯單體的主要方法。我國“多煤、少氣、貧油”的基本國情決定了乙炔法成為我國合成氯乙烯單體的主流工藝。目前，工業上乙炔法使用的催化劑為活性炭負載氯化汞催化劑。但是，氯化汞的高揮發性和毒性，對環境和人類是巨大的威脅；同時，根據《水俁條約》，自2020年起將禁止生產及進出口含汞產品；因而開發無汞乙炔氫氯化反應催化劑是迫切需要解決的問題。國內外研究者在開發無汞催化劑方面進行了大量的研究，其中，G.J.Hutchings等人對金、鈀、鉑等單一金屬進行了一系列的研究，發現：所有的單一金屬元素在乙炔氫氯化反應中都能表現出一定的催化活性，但是穩定性較差，壽命較短，反應過程中普遍存在飛溫現象等問題。

發明內容

本發明的目的之一在于解決電石乙炔法聚氯乙烯生產中使用高毒性汞催化劑所帶來的環境污染問題；目的之二在于解決當前活性炭負載金催化劑，金負載量高，成本高的問題；目的之三在于解決當前乙炔氫氯化反應催化劑穩定性較差，壽命較短，反應過程中普遍存在飛溫現象難以克服等問題。

本發明中催化劑特點為使用三組分混合物作為活性組分，該方案的優點為：第一，B組分氯化銅和C組分的加入可以使金的分散性更好，從而提高金的利用率，使催化劑在金負載量低于0.1％時即具有超高的反應活性；第二，催化劑的超高活性，使得其在低溫下即可達到100％轉化率，從而有效降低反應熱點，使乙炔氫氯化反應溫度不超過220℃，進而提高催化劑穩定性，延長催化劑的壽命。

為此，本發明開發了一種三組分乙炔氫氯化無汞催化劑及其制備方法。

更具體地，本發明開發了一種三組分乙炔氫氯化無汞催化劑，其特征在于，所述催化劑包含載體活性炭和活性組分，活性組分為三組分的混合物，其中A組分為氯金酸，B組分為氯化銅，C組分為氯化鈉、氯化鉀、氯化銣、氯化銫、氯化鎂、氯化鈣、氯化鈰、氯化鋇中的一種。并且在所述的催化劑中，A組分中的金元素與所述載體的重量百分比為0.01％～0.1％，B組分中的氯化銅與所述載體的重量百分比為0.5％～20％，C組分與所述載體的重量百分比為1％～30％。

在一個優選實施方案中，所述催化劑的活性炭載體為椰殼炭、煤質炭、果殼炭和木質炭中的一種或多種。

在一個優選實施方案中，所述催化劑C組分為氯化鈉、氯化鉀、氯化銫、氯化鈰、氯化鋇中的一種。

在一個優選實施方案中，在所述催化劑中，金元素與所述載體的重量百分比為0.03％～0.08％。

在一個優選實施方案中，在所述催化劑中，氯化銅與所述載體的重量百分比為1％～15％。

在一個優選實施方案中，在所述催化劑中，C組分與所述載體的重量百分比為5％～25％。

本發明開發了一種三組分乙炔氫氯化無汞催化劑的制備方法，其特征在于，第一步，分別用去離子水配置三種活性組分的溶液；第二步，按一定比例將三種溶液混合攪拌均勻；第三步，向混合溶液中加入一定量活性炭，浸漬，室溫晾干并高溫干燥。