[發明專利]一種用于乙炔氫氯化反應的復合金屬鹽催化劑及其應用

在審

• 申請號: 201810073260.X
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108404941A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 周奕豐;成昌梅;金啟
• 申請（專利權）人: 鴻達興業股份有限公司
• 主分類號: B01J27/122
• 分類號: B01J27/122;B01J27/18;B01J27/186;B01J31/02;B01J31/22;B01J31/26;B01J31/30;C07C17/08;C07C21/06
• 代理公司: 廣東卓建律師事務所 44305
• 代理人: 葉新建

本發明屬于工業催化劑技術領域，提供一種用于乙炔氫氯化反應的復合金屬鹽催化劑及其應用，其特征在于：所述催化劑包括貴金屬元素、非貴金屬元素、載體以及助劑，所述貴金屬元素重量占催化劑總重量0.01wt％～2wt％，所述非貴金屬元素占催化劑總重量0.01wt％～20wt％，所述助劑占催化劑總重量0.05wt％～15wt％；所述貴金屬元素和非貴金屬元素均以金屬化合物形式存在。該反應過程中，通過改變反應條件，特別是加壓條件下，能有效提高催化效率和降低貴金屬的使用量。該催化劑貴金屬含量低，且催化效率高，是一種活性好、穩定性高、選擇性強的無汞催化劑，制備氯乙烯工藝方法易調控，大大降低生產成本。

技術領域

本發明涉及用于乙炔氫氯化反應的催化劑及利用加壓提高效率的工藝，特別涉及用于乙炔氫氯化反應的復合金屬鹽催化劑及其應用。

背景技術

聚氯乙烯樹脂是由氯乙烯單體聚合而成的聚合物，由于其難燃、耐磨、耐腐蝕等特點，因此被廣泛應用于建材、電子電器產品、家具、醫藥等各個領域。聚氯乙烯為世界第二大通用樹脂，其消費量逐年遞增。

由于我國多煤少油的資源架構，目前國內主要采用乙炔法制備氯乙烯單體，乙炔法工藝制備氯乙烯需要使用工業氯化汞催化劑，由于氯化汞容易揮發，在達到一定溫度下會使一部分氯化汞隨著原料氣體排出環境，對環境造成極大的污染。在不改變目前國內電石法制備的工藝技術的情況下，采用無汞催化劑替代工業氯化汞催化劑是最好的解決辦法。

隨著汞的存量日益減少，越來越多的學者關注無汞催化劑的研究。其中英國學者Hutchings等研究發現，金屬的催化活性與其標準電極電勢相關，其金屬標準電勢越高，催化活性越好。由于金具有比鈀和汞更高的標準電極電勢，因此被預測具有更高的催化活性。Hutchings等人對金、鈀、鉑等貴金屬單一金屬以及兩種或以上組合進行了實驗研究，證明了貴金屬的催化作用，并證明金具有較高的催化活性，并且壽命較長。但由于他們制備的催化劑金含量較高，具有較高的成本，難以應用于大規模商業生產。

在達到高選擇率高轉化率的情況下，降低貴金屬金的負載量是降低成本的最有效的方法。降低金的負載量必然會使催化效率降低，所以我們必須降低金負載量同時也要提高催化效率。根據平衡常數的基本原理，在體積減小的反應里，加大壓強有助于反應往正方向進行。因此可以推測，在制備氯乙烯的反應里，加大壓強有助于催化效率的提高。

因此，本發明提出一種利用加壓提高催化效率的工藝。在能達到在高選擇率與高轉化率情況下，大幅降低金負載量，從而達到大幅度降低生產成本的目的。

發明內容

本發明的目的在于提供用于乙炔氫氯化反應的復合金屬鹽無汞催化劑及利用加壓提高催化效率的工藝。該催化劑不僅轉化率高，選擇性好，而且穩定性好，貴金屬含量低，甚至可以實現不含貴金屬的催化劑。

一種用于乙炔氫氯化反應的復合金屬鹽催化劑，其特征在于：所述催化劑包括貴金屬元素、非貴金屬元素、載體以及助劑，所述貴金屬元素重量占催化劑總重量0.01wt％～2wt％，所述非貴金屬元素占催化劑總重量0.01wt％～20wt％，所述助劑占催化劑總重量0.05wt％～15wt％；所述貴金屬元素和非貴金屬元素均以金屬化合物形式存在。

使用該催化劑制備氯乙烯的方法，其特征在于：溫度范圍100℃～200℃，壓力范圍：0.01MPa～2MPa，空速范圍：75h^-1～750h^-1。氯化氫與乙炔原料摩爾配比為1.2～1。

其中，以上條件可以為一種或多種以上同時調控。所述的用于乙炔氫氯化反應的復合金屬鹽無汞催化劑，其制備步驟如下：

(1)以貴金屬化合物或非貴金屬金屬化合物、載體為原料，確定制備催化劑的質量后，根據貴金屬元素、非貴金屬元素、助劑以及載體的占催化劑總質量的比例確定貴金屬化合物或非貴金屬化合物、助劑、載體加入溶劑的質量。