[發明專利]一種制備電石法氯乙烯用催化劑的活性炭及其制備方法

在審

• 申請號: 202011058997.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112121840A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 李通
• 申請（專利權）人: 李通
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J21/18;B01J35/10;C01B32/378;C07C17/08;C07C21/06
• 代理公司: 山東華君知識產權代理有限公司 37300
• 代理人: 李艷;楊帆

本發明提供一種制備電石法氯乙烯用催化劑的活性炭及其制備方法，所述活性炭為含氮活性炭，其含氮量在0.1?10%之間。所述活性炭的制備方法，包括：活性炭的選取、酸洗、浸漬。本發明制備的活性炭，吸附能力強，雜質含量低，該活性炭用于制備電石法氯乙烯催化劑時，有效增強催化劑對乙炔、氯化氫等非極性分子的吸附能力，對催化劑的穩定性、催化效能無不利影響，催化劑穩定性好，對反應過程中溫度、毒物、機械力、化學侵蝕、結焦積污等抵抗能力強；其乙炔初始轉化率大于99.0%，氯乙烯選擇性大于99.5%。

技術領域

本發明涉及聚氯乙烯催化劑載體領域，尤其是涉及一種制備電石法氯乙烯用催化劑的活性炭及其制備方法。

背景技術

聚氯乙烯，英文簡稱PVC（Polyvinyl chloride)，是氯乙烯單體（vinyl chloridemonomer, 簡稱VCM）在過氧化物、偶氮化合物等引發劑或在光、熱作用下按自由基聚合反應機理聚合而成的聚合物。PVC是世界上產量最大的通用塑料之一，其應用非常廣泛。在建筑材料、工業制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應用。

目前，我國的聚氯乙烯生產工藝主要有電石法和乙烯法兩種，其中我國中西部地區由于區位因素影響，以電石法生產工藝為主。由此電石法工藝制氯乙烯的催化劑研究也變得尤為重要。由催化性能、生產成本、環境危害等的多方面權衡，現有的電石法氯乙烯催化劑主要為非貴金屬催化劑。所述非貴金屬催化劑所采用的載體通常有：普通活性炭、酸洗活性炭、活性炭纖維、椰殼質炭、煤質炭、果殼質炭、硅膠等。

申請號為CN201210575484.3的中國發明專利公開了一種以酸洗后的活性炭或氮化活性炭為載體，通過將催化成分和助催化成分配置成浸漬液，浸漬載體并烘干制得的催化劑。所述催化劑用于電石法制氯乙烯，其乙炔轉化率為17-76%。

申請號為CN201910940485.5的中國發明專利公開了一種采用活性炭或活性炭纖維分散于溶劑后，與硅羥基(Si-OH)離子液體混合后，烘干制得的催化劑，所述催化劑用于電石法制氯乙烯，其乙炔轉化率為59-96%。

申請人發現，目前對非貴金屬催化劑的活性炭載體的研究中，往往是采用普通活性炭、酸洗活性炭或含氮活性炭直接與活性成分進行混合，從而達到負載的目的，制得成品催化劑。而往往忽略了活性炭載體自身性能對催化劑性能所造成的影響。同時，申請人還發現，作為載體的活性炭對非極性分子的吸附能力是影響催化劑性能的重要因素。前述兩篇專利所述的催化劑，其乙炔轉化率偏低，且反應效果并不穩定；經申請人研究分析，是兩者所采用的活性炭載體對非極性分子的吸附能力偏弱，以及活性炭中雜質引發副反應所導致的。

同時，目前的制備電石法氯乙烯用催化劑，在低溫（100℃左右）反應條件下，催化劑活性不佳，反應速率不理想，乙炔轉化率和氯乙烯選擇性也難以提升至理想水平。為追求較好的催化劑活性、較高的反應速率、較理想的乙炔轉化率和氯乙烯選擇性，現有技術往往是通過提高反應溫度來實現。申請人發現，提高反應溫度后，副反應增多、催化劑活性炭孔道堵塞的現象頻發；并且較高的反應溫度條件下，催化劑有效成分的流失嚴重。本領域技術人員一直無法平衡反應溫度與催化效能之間的矛盾關系，只能以犧牲催化劑的方式，保證反應順利進行。由此提供一種性能優秀的制備電石法氯乙烯用催化劑的活性炭載體就顯得尤為重要。