CN101596459A - 氯化汞低汞催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
氯化汞低汞催化剂及其制备方法,催化剂系采用活性炭为载体吸附氯化汞,该催化剂配方为:氯化汞8.0%~10.0%,稀土氯化物助剂A 8%~13%,碱土金属氯化物助剂B 5%~25%,助剂C 10%~20%,余为活性炭;制备方法是:先将活性炭用盐酸溶液低温浸泡,备用;同时将氯化汞、助剂A、助剂B、助剂C一起溶解,再将溶液浸泡备用的活性炭;接着将中间产品进行低温预干燥;之后继续干燥催化剂,最后将产品真空抽料至储料罐,包装出厂。本催化剂可降低资源消耗,降低治理汞污染的压力;同时降低生产成本,而且它的抗中毒性能、抗还原性能和抗流失性能大幅度提高,不仅催化性能得到充分保障,还能延长使用时间、降低使用消耗。适用于聚氯乙烯生产厂家。
Description
技术领域
本发明涉及含有卤化物的催化剂,具体而言,涉及氯化汞催化剂,也涉及其制备的方法。
背景技术
众所周知,氯化汞是合成氯乙烯用催化剂。现有的氯化汞催化剂中,氯化汞的含量通常均为10.5%~12.5%,在用于合成氯乙烯终结时,回收的废催化剂含有氯化汞为3%左右,这说明催化过程消耗了7.5%以上。如果按照原型号中氯化汞含量为10.5%计算,则每使用1t氯化汞催化剂就要消耗75kg氯化汞。如果我国电石法聚氯乙烯生产量为10Mt,则每年需要10kt氯化汞催化剂,消耗750t氯化汞。
经检索,与氯化汞触媒相关的中国发明专利不多,仅有CN1067594号“一种制备氯化汞催化剂的方法”、CN1063827号“合成氯乙烯用催化剂的制备方法”、CN1814345号“复合金属氯化物催化剂及其生产工艺”、CN1994564号“一种生产氯乙烯用催化剂”等,这些专利都是采用活性炭为载体,吸附氯化汞和氯化锌制成的。它们的氯化汞的含量均为10.5%以上,均存在着氯化汞消耗高、污染较为严重的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种氯化汞低汞催化剂,在使用过程中可降低氯化汞的消耗量,同时减轻对环境治理的压力,提高整体的环境质量。
本发明的又一目的是提供氯化汞低汞催化剂的制备方法。
发明人经研究发现,在聚氯乙烯生产中,氯化汞催化剂是会消耗的,然而,氯化汞的消耗并非在反应催化过程本身,而是反应外的其他物理消耗和化学消耗。因此控制这类消耗就能降低氯化汞的消耗,从而降低成本,减少对环境的污染。
为此,发明人提供的氯化汞低汞催化剂仍然采用活性炭为载体,吸附氯化汞,其质量分数的配方如下:
氯化汞 7.0%~9.0%,
稀土氯化物助剂A 8%~13%,
碱土金属氯化物助剂B 5%~25%,
助剂C 10%~20%,
余为活性炭;
配方中,所述氯化汞的纯度≥99.5%;所述活性炭的比表面积为800~950m2/g,机械强度≥95%;CCl4吸附值≥50%。
上述稀土氯化物助剂A由镧系和锕系金属的氯化物组成,其作用是作为氯化汞催化合成反应的催化剂,即是催化剂的催化剂;加入该助剂可以降低催化诱导期,增加催化反应带宽。
上述碱土金属氯化物助剂B主要由BaCl2-CaCl2组成,其作用是利用该助剂在水溶液中的电离平衡,提升氯化汞的溶解度,以保证活性炭以Hg2+和Cl-的方式吸附氯化汞,提升催化合成效率。
上述助剂C主要由KCl-HCl溶液组成,其作用是增加溶质体系的酸度和熵度,增加溶质体系中各离子“活度”,提升浸泡吸附效果,从而降低活性炭吸附过程中产生的浓度梯度。
本发明提供的氯化汞低汞催化剂的制备方法包括:
(1)将活性炭用盐酸溶液低温浸泡,备用;这是为了除去活性炭中可溶于酸的无机盐和有机盐,同时也可洗去大量粉尘,使活性炭中的孔隙最大限度释放,确保催化剂的性能;
(2)将氯化汞、助剂A、助剂B、助剂C按配方比例一道溶解,然后将溶液浸泡备用的活性炭,这样可以使氯化汞和其它元素平稳、均匀、牢固地吸附在活性炭的孔隙之中,直到吸附在活性炭深部;
(3)浸泡完毕后,将所得的中间产品进行低温预干燥;
(4)预干燥的中间产品,按照预先绘制的“产品临界干燥图”的要求,控制温度和时间,继续对催化剂进行干燥,直至其中的水分低于0.2%为止;
(5)最后将产品真空抽料至储料罐,包装出厂。
上述方法第一步中,所述浸泡活性炭的盐酸质量分数为3%~5%,温度为60℃~75℃,浸泡时间为100~150min。
上述方法第二步中,所述溶解氯化汞、助剂A、助剂B、助剂C工序的温度为70℃,分3组浸泡,共计6小时;溶解后残余的溶质≤0.08%。
上述方法第三步中,所述低温预干燥是在低于80℃的温度下的干燥。
上述方法第四步中,“产品临界干燥图”是根据中间产品的水含量、气压、空气相对湿度、温度等条件来绘制的;临界干燥温度控制在150℃;恒温干燥时间以抽样分析水分检测不出为准,一般控制在24~36小时。
上述方法第五步中,所述真空抽料的真空度为900Pa。
本发明提供的氯化汞低汞催化剂,HgCl2含量为7.0%~9.0%。与传统的氯化汞催化剂相比,可降低资源消耗约37.5%(注明:原消耗:11-3=8;现消耗:8-3=5),因而可降低治理汞污染的压力;同时可降低氯化汞催化剂的生产成本,而且该催化剂的抗中毒性能、抗还原性能和抗流失性能大幅度提高,不仅催化性能得到充分保障,还能延长使用时间、降低使用消耗。适用于聚氯乙烯生产厂家。
附图说明
图1为本发明的工艺流程框图,图2为产品临界干燥图的示意图。
具体实施方式
实施例 贵阳白云银星化工有限公司生产的氯化汞低汞催化剂,其质量分数的配方如下:
氯化汞 9.0%,
稀土氯化物助剂A 10%,
碱土金属氯化物助剂B 20%,
助剂C 15%,
余为活性炭;
配方中,所述氯化汞的纯度≥99.5%;所述活性炭的比表面积为800~950m2/g,机械强度≥95%;CCl4吸附值≥50%。
制备方法包括:
(1)将活性炭用质量分数为60%的盐酸溶液70℃下浸泡,备用;
(2)将氯化汞、助剂A、助剂B、助剂C一起70℃下溶解,溶解后残余的溶质≤0.08%;然后将溶液浸泡备用的活性炭,浸泡温度为70℃,分3组浸泡,时间共计6小时;
(3)浸泡完毕后,将所得的中间产品在低于80℃下进行低温预干燥;
(4)预干燥的中间产品,按照预先绘制的“产品临界干燥图”的要求,控制温度和时间,继续对催化剂进行干燥,直至其中的水分低于0.2%为止,得到催化剂成品;
(5)最后将产品真空抽料至储料罐,包装出厂,即是该厂开发的CB型合成聚氯乙烯催化剂。
Claims (8)
1一种氯化汞低汞催化剂,系采用活性炭为载体吸附氯化汞,其特征在于该催化剂质量分数的配方如下:
氯化汞 7.0%~9.0%,
稀土氯化物助剂A 8%~13%,
碱土金属氯化物助剂B 5%~25%,
助剂C 10%~20%,
余为活性炭;
配方中,所述氯化汞的纯度≥99.5%;所述活性炭的比表面积为800~950m2/g,机械强度≥95%;CCl4吸附值≥50%。
2如权利要求1所述的催化剂,其特征在于所述稀土氯化物助剂A由镧系和锕系金属的氯化物组成;所述碱土金属氯化物助剂B由BaCl2-CaCl2组成;所述助剂C由KCl-HCl溶液组成
3制备权利要求1所述催化剂的方法,其特征包括:
(1)将活性炭用盐酸溶液低温浸泡,备用;
(2)将氯化汞、助剂A、助剂B、助剂C按配方比例一道溶解,然后将溶液分组浸泡备用的活性炭;
(3)浸泡完毕后,将所得的中间产品进行低温预干燥;
(4)预干燥的中间产品,按照预先绘制的“临界恒温干燥图”的要求,控制温度和时间,继续对催化剂进行干燥,直至其中的水分低于0.2%为止;
(5)最后将产品真空抽料至储料罐,包装出厂。
4如权利要求3所述的方法,其特征在于第一步中,所述浸泡活性炭的盐酸质量分数为3%~5%,温度为60℃~75,浸泡时间为100~150min。
5如权利要求3所述的方法,其特征在于第二步中,所述溶解氯化汞、助剂A、助剂B、助剂C工序的温度为70℃,分3组浸泡活性炭,共计6小时;溶解后残余的溶质≤0.08%。
6如权利要求3所述的方法,其特征在于第三步中,所述低温预干燥是在低于80℃的温度下的干燥。
7如权利要求3所述的方法,其特征在于第四步中,“临界恒温干燥图”是根据中间产品的水含量、气压、空气相对湿度、温度等条件来绘制的;临界干燥温度控制在150℃;恒温干燥时间以抽样分析水分检测不出为准,控制在24~36小时。
8如权利要求3所述的方法,其特征在于第五步中,所述真空抽料的真空度为900Pa。
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