CN102049314A

CN102049314A - 一种微球形乙烯氧氯化催化剂制备方法

Info

Publication number: CN102049314A
Application number: CN200910235957.3A
Authority: CN
Inventors: 蒲延芳; 刘丽芝
Original assignee: Beijing SJ Environmental Protection and New Material Co Ltd
Current assignee: Beijing Haixin Energy Technology Co ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: CN102049314B

Abstract

本发明公开了一种微球形乙烯氧氯化制氯乙烯催化剂的制备方法，该方法包括溶液配制、沉淀反应、胶溶处理、活性组分和助剂组分均化、喷雾成型、后续处理六个步骤，使用该方法将活性组分溶液和助剂溶液溶解于溶胶化后的浆料中，此外，还在打浆后的胶溶液中添加适量分散剂和扩孔剂，从而保证了活性组分和助剂组分在胶溶液中均匀分布，而且有分散剂的存在也可以避免喷雾时间延长而导致活性组分和助剂组分的沉积，添加适量的扩孔剂可以在对胶溶液进行喷雾的过程中对成型的微球结构的孔道起到扩充作用，从而提高了催化剂载体的孔道体积，进而提高催化剂的孔容和比表面积。

Description

一种微球形乙烯氧氯化催化剂制备方法

技术领域

本发明涉及一种乙烯氧氯化催化剂的制备方法。

背景技术

聚氯乙稀(PVC)是五大通用树脂之一，具有原料丰富、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂。聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，因此广泛用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，以及生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品领域。

聚氯乙稀由氯乙烯(VCM)单体聚合而成，氯乙烯是一种大吨位的重要有机化工原料，其绝大部分用于生产聚氯乙稀树脂，且氯乙烯费用的占聚氯乙稀生产成本的60～70％，所以改进氯乙烯生产工艺从而降低其生产成本将直接影响到聚氯乙稀的生产成本。

现有技术中，国内常采用的制备氯乙烯的生产工艺有电石乙炔法和石油乙烯法。其中，由于电石乙炔法具有能耗大、催化剂汞污染等问题，从而使得石油乙烯法成为最为常用的氯乙烯制备方法。石油乙烯法是以乙烯为原料，经乙烯氧氯化制备得到二氯乙烷(EDC)，再由二氯乙烷进行裂解制得氯乙烯。在上述制备方法中，乙烯氧氯化需要在氧氯化催化剂作用下进行，那么催化剂的催化性能将直接影响乙烯氧氯化制备氯乙烯的生产效率，进而影响其生产成本。

现有技术中，常用的乙烯氧氯化催化剂以铜为主活性组分，还进一步添加了稀土金属、碱金属或者碱土金属这些助活性组分，并将上述活性组分沉积在三氧化二铝、二氧化硅、硅藻土、粘土、漂白土或钒土颗粒载体上形成的。

催化剂的催化性能和催化剂的制备方法有着直接的关系。目前，现有技术中的乙烯氧氯化催化剂的制备方法一般采用的是浸渍法和共沉淀法结合的方法，诸如中国专利CN100457260C和CN1164363C。其中，中国专利CN1164363C公开的氧氯化催化剂由含铜8～13wt％的氧化铝微球，含量为1.0～5.0wt％的选自镧、铈、镨、钇中的至少一种稀土金属，和含量为1.0～2.5wt％的至少一种碱金属组成。制备该氧氯化催化剂时，主要分为两部分的步骤：第一、采用共沉淀法制备氧化铝载体微球；按照催化剂所需组成的比率，分别制备氧化铜的盐酸溶液和偏铝酸钠溶液，将上述两种溶液按照一定比例混合，在20～60℃、pH值等于7.0～9.0的条件下中和成胶，得到共沉淀物并过滤；对上述共沉淀物用水进行浆化，喷雾干燥成型；之后利用碱性溶液对成型物进行洗涤，经后续过滤和干燥处理得到含铜氧化铝微球。第二、采用浸渍法将助活性组分负载于载体微球上；用碱金属和稀土金属的盐溶液对上述第一步骤中制备得到的含铜氧化铝微球进行浸渍，使得碱金属和稀土金属负载于含主活性组分铜的氧化铝微球上，并对上述经浸渍后的氧化铝微球进行后续的干燥和焙烧处理。

上述制备方法首先采用共沉淀法在制备载体颗粒的同时实现主活性组分铜在载体上的负载，之后再使用浸渍法实现助活性组分在氧化铝微球载体上的进一步负载；该方法采用先沉淀后浸渍的方法，将沉淀和浸渍分为两个步骤来进行，这样助活性组分在载体上的分布则受限于浸渍的效果，一般来说，采用浸渍法容易导致活性组分在载体上的分散不均匀，从而影响催化剂的催化活性。

此外，在上述制备方法中，其在采用共沉淀法制备含铜氧化铝载体微球时，利用水对共沉淀物进行浆化并喷雾干燥成型，一方面，在进行喷雾干燥时容易由于喷雾时间的延长而导致浆化后沉淀物中活性物质分散不均而沉积，造成成型后的氧化铝载体微球上活性物质铜的分布不均匀；另一方面，使用共沉淀法结合喷雾干燥成型技术制备得到的氧化铝载体，其微球的孔结构比较密实，孔道较窄，活性组分不容易充分进入微球孔道内部，从而使得催化剂的有效比表面积降低，此外，活性组分无法充分进入微球孔道内部也使得经浸渍后的活性组分在后续使用过程中极易在高温下升华而失去，从而影响了催化剂的催化活性和催化选择性。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是现有技术中乙烯氧氯化催化剂采用共沉淀法制备含有主活性组分的氧化铝微球载体，之后再采用浸渍法实现其他助活性组分在氧化铝微球载体上的负载，该制备方法采用后续独立的浸渍法容易导致活性组分在载体上的分散不均匀，从而影响催化剂的催化活性的问题，进而提供一种能够在制备氧化铝微球载体的过程中同时实现主活性组分和助活性组分的均匀负载，利用共沉淀法和浸渍法耦合制备乙烯氧氯化催化剂的方法。

本发明所要解决的第二个技术问题是现有技术中采用共沉淀法和浸渍法结合制备乙烯氧氯化催化剂的过程中，在采用共沉淀法制备含铜氧化铝载体微球时，利用水对共沉淀物进行浆化并喷雾干燥成型，容易由于喷雾时间的延长而导致浆化后沉淀物中活性物质分散不均而沉积，造成成型后的氧化铝载体微球上活性物质分布不均匀的问题，进而提供一种能够实现浆化后沉淀物均匀分散并经喷雾干燥后可以均匀分布在氧化铝载体上的乙烯氧氯化催化剂的制备方法。

本发明所要解决的第三个问题是现有技术中采用共沉淀法和浸渍法结合制备乙烯氧氯化催化剂的过程中，使用共沉淀法结合喷雾干燥成型技术制备得到的氧化铝载体，其微球的孔结构比较密实，孔道较窄，活性组分不容易充分进入微球孔道内部，从而使得催化剂的有效比表面积降低，也使得经浸渍后的活性组分在后续使用过程中极易在高温下升华而失去，从而影响了催化剂的催化活性和催化选择性的问题，进而提供一种可以氧化铝载体的微球孔结构扩充，并提高催化剂有效比表面积和催化剂催化活性和选择性的乙烯氧氯化催化剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种微球形乙烯氧氯化催化剂的制备方法，其包括如下步骤：

(a)将氢氧化铝粉加入到氢氧化钠溶液中，设置温度为95～125℃进行反应，制备得到三氧化二铝和氢氧化钠重量百分比为1.15～2.25％的偏铝酸钠溶液；

配制质量百分浓度为25～40％的酸溶液；

配制活性组分溶液和助剂溶液；

(b)将所述偏铝酸钠溶液和所述酸溶液在搅拌状态下混合，设置反应温度为30～70℃、pH值为5～9进行反应，经过滤后得到沉淀物，将所述沉淀物利用脱离子水进行水洗至洗脱液为中性止，得到湿滤饼；

(c)将所述湿滤饼加入胶溶釜中，并加入等于或大于所述湿滤饼重量的脱离子水，再加入所述湿滤饼重量0.5～2.5％的胶溶剂，在转速为300～500r/min的高速搅拌下打浆胶溶；

(d)将活性组分溶液和助剂溶液加入到步骤(c)制得的胶溶液中，同时向其中分别加入有机分散剂和有机扩孔剂，所述有机分散剂和有机扩孔剂的量均为所述湿滤饼重量的0.1～0.5％，得到胶溶混液；

(e)将胶溶后的上述胶溶混液送入喷雾成型干燥塔中进行喷雾成型，设置所述喷雾成型干燥塔热风进口温度为450～600℃，出口温度为100～160℃，在所述喷雾成型干燥塔内的停留时间3～10s，得到经干燥后的微球催化剂母体；

(f)对步骤(e)中制得的微球催化剂母体于300～800℃下进行焙烧即可。

其中，所述步骤(b)中的所述反应温度优选为40～50℃，反应时间为1～2h。所述步骤(b)中的所述pH值优选为6.5～8。

所述步骤(c)中加入的所述脱离子水的量为所述湿滤饼重量的1～1.5倍。加入的所述胶溶剂的量为所述湿滤饼重量的1.0～1.5％。所述胶溶剂为质量百分浓度为30～50％的硝酸溶液或柠檬酸溶液。所述步骤(c)中在转速为300～500r/min的高速搅拌下打浆胶溶1～2h。

所述有机分散剂为烷基铵盐中的一种或多种。

所述有机扩孔剂为羧甲基纤维素、淀粉衍生物。

所述步骤(f)中将微球催化剂母体于450～650℃下焙烧2～4h。

所述乙烯氧氯化催化剂至少由如下组分构成：铜4～15wt％、镁和钾中的至少一种0.2～2wt％和γ-氧化铝载体。

所述乙烯氧氯化催化剂还包括稀土元素0.1～1.0wt％。

其中，所述的淀粉衍生物包括糊精、糖醇、变性淀粉以及淀粉水解产物等。

本发明所述的微球形乙烯氧氯化催化剂的制备方法，主要分为六个步骤，分别为溶液配制、沉淀反应、胶溶处理、活性组分和助剂组分均化、喷雾成型、后续处理。以下将对上述各步骤进行详述：

第一、溶液配制，用来配制偏铝酸钠溶液、酸溶液以及活性组分溶液和助剂溶液；

其中，在配制偏铝酸钠溶液时，将氢氧化铝粉加入到氢氧化钠溶液中，通过二者的反应生成偏铝酸钠产物；在该反应中设置反应温度为95～125℃，该温度设置有利于反应的充分进行。

配制三氧化二铝和氢氧化钠重量百分比为1.15～2.25％的偏铝酸钠溶液是因为只有在满足上述条件的基础上，才可以保证最终制备得到乙烯氧氯化催化剂具有适宜的孔容和适宜的比表面积；其中，适宜的孔容和比表面积是指催化剂的孔容和比表面积不能太小，孔容太小相应地催化剂的比表面积也会小，这样催化剂的有效活性面积太小影响催化剂的活性，孔容太大那么相应地催化剂的比表面积就大，就会影响到催化剂的机械强度，容易造成催化剂的破裂，产生粉化现象。

选择配制质量百分浓度为25～40％的酸溶液，是考虑到其对后续喷雾干燥步骤的影响，选择设置浓度较大的酸溶液容易导致后续溶胶化得到的浆液粘稠，不利于喷雾处理；浓度太稀则会使得在沉淀反应步骤中需要加入的酸溶液的体积量增大，最终会增加沉淀反应后过滤沉淀物的处理时间，同时也必然会使得湿滤饼中的含水量相应增加，进而又影响到喷雾干燥步骤中，使得溶胶化的浆料量增大，延长了喷雾成型所需的时间。

第二、沉淀反应，将所述偏铝酸钠溶液和所述酸溶液在搅拌状态下混合，设置反应温度为30～70℃、pH值为5～9进行反应，经过滤后得到沉淀物，将所述沉淀物利用脱离子水进行水洗至洗脱液为中性止，得到湿滤饼；

首先将所述偏铝酸钠和酸溶液在搅拌状态下混合，从而进行中和成胶反应生成氢氧化铝沉淀；其中，对于偏铝酸钠和酸溶液的混合可以使用单向法也可以使用并流法，其中，使用单向法即向偏铝酸钠溶液中逐渐添加酸溶液混合，所述并流法即偏铝酸钠和酸溶液同时分别连续加料。在上述单向法和并流法的选择中，优选并流法。经检测表明，使用并流法由于加料方式的不同，使得制备得到的催化剂孔容较之使用单向法得到的催化剂孔容更大。

在上述反应中设置所述反应温度为30～70℃和pH值为5～9，温度优选为40～50℃和pH值为6.5～8，是因为只有在该温度和pH值条件下进行偏铝酸钠和酸溶液的反应才能够尽可能保证最终制备得到的催化剂载体三氧化二铝的晶相为γ型，并且保证制备得到的催化剂具有适宜的孔容。

在该步骤中还需要利用脱离子水对得到的沉淀物进行洗涤，之所以要洗涤至所述洗脱液至中性，是因为洗脱液为中性时，说明沉淀物也已经呈中性，没有酸性物质就避免了在后续程序中对设备的腐蚀。

第三、胶溶处理，将所述湿滤饼加入胶溶釜中，并加入等于或大于所述湿滤饼重量的脱离子水，再加入所述湿滤饼重量0.5～2.5％的胶溶剂，在转速300～500r/min的高速搅拌下打浆胶溶；

向所述湿滤饼中加入脱离子水，所述脱离子水的重量要等于或大于湿滤饼的重量，优选为1～1.5倍重量，目的是为了得到尽可能小的浆料浓度，这样便于喷雾成型；之后，向所述湿滤饼中加入胶溶剂，并选择所述胶溶剂的量为湿滤饼重量的0.5～2.5％，优选为1.0～1.5％，胶溶剂的量太小则无法实现对沉淀物的充分溶胶化，太大虽然实现了沉淀物的充分溶胶化但是却容易导致溶胶粘度增大，不利于浆料喷雾成型。

在上述制备过程中还需要对胶溶化后的溶液进行搅拌打浆处理，设置高速搅拌的转速为300～500r/min是可以实现的利于溶胶浆料匀化的有效转速。

第四、活性组分和助剂组分均化，将活性组分溶液和助剂溶液加入到步骤(c)制得的胶溶液中，同时向其中分别加入有机分散剂和有机扩孔剂，所述有机分散剂和有机扩孔剂的量均为所述湿滤饼重量的0.1～0.5％；

在该步骤中加入活性组分溶液和助剂溶液，实现上述溶液和溶胶化后浆料的充分混合，该步骤为本发明中有别于现有技术的关键步骤，即在该步骤中实现了所有主活性组分和助活性组分以及催化剂载体前驱物的充分混合，这样就给后续的催化剂喷雾成型奠定了良好的基础，即实现了所有活性物质和载体物质的均匀分散，有利于经喷雾成型后得到的催化剂中活性组分均匀负载于同时成型的催化剂载体上。

向胶溶液中添加一定量的有机分散剂可以将主活性组分和助活性组分均匀分散于胶溶液中；加入有机扩孔剂则可以提高制备得到的催化剂微球载体孔道的孔体积从而提高催化剂的比表面积。上述分散剂和扩孔剂均选择为有机物质，是考虑到有机物质在实现其上述功能的同时，可以在后续处理过程中，通过高温环境实现对其的脱除，而选择无机类物质则无法实现上述目的，那么就容易由于其他离子的存在而影响催化剂的催化性能。

所述有机分散剂和有机扩孔剂的量必须适量，量太小无法实现上述目的，量太大则不利于浆料的喷雾成型。

第五、喷雾成型，将胶溶后的胶溶混液送入喷雾成型干燥塔中进行喷雾成型，设置所述喷雾成型干燥塔热风进口温度为450～600℃，出口温度为100～160℃，在所述喷雾成型干燥塔内的停留时间3～10s，得到经干燥后的微球催化剂母体；

胶溶液经喷雾成型，在该过程中就利用热风对处于成型过程中的催化剂母体进行处理，热风进口温度必须设置为450～600℃，这样可以在催化剂母体成型的过程中对其进行不断的干燥并将其成型浆料中的水分尽可能地彻底挥发，在经上述过程的不断热量交换循环后，热风出口温度将会达到100～160℃。对于上述喷雾成型干燥的时间必须为3～10s，停留时间在保证充分完成对催化剂母体的干燥的基础上，也不能太长，容易在高温环境下脱离水汽平衡，使得经干燥后的催化剂母体再次实现和干燥环境下的水汽发生吸附交换。

第六、后续处理，对上述微球催化剂母体于300～800℃下进行焙烧即可。在该处理过程中，优选所述焙烧温度为450～650℃，焙烧时间为2～4h。在该步骤中限定焙烧温度不能太高也不能太低，温度过低会使催化剂的耐磨性降低，温度过高则会破坏催化剂的相结构，影响催化剂性能；只有在该温度范围对制备得到的催化剂母体进行焙烧处理，才可以得到本发明所需要的以γ-三氧化二铝为载体的乙烯氧氯化催化剂。

本发明所述的乙烯氧氯化催化剂的上述制备方法，通过氢氧化铝溶液和氢氧化钠溶液的反应生成偏铝酸钠溶液，并进一步利用偏铝酸钠溶液和酸溶液的反应再次制备得到氢氧化铝胶体，上述两个制备过程实现了对氢氧化铝胶体的纯化，保证了利用该胶体制备得到的催化剂性能的稳定性。并在对上述胶体进行胶溶打浆后，不直接进行现有技术中的常规操作喷雾干燥成型催化剂载体，而是将制备乙烯氧氯化催化剂所需的活性组分溶液和助剂溶液添加入胶溶液中，实现活性组分和助剂组分以及载体前驱体的充分混合，这样在利用喷雾成型后就实现了主活性组分和助剂组分在氧化铝载体上的均匀分布。

本发明具有如下所述的优点：

(1)本发明所述的微球形乙烯氧氯化催化剂的制备方法，在对经纯化后的氢氧化铝胶体进行打浆溶胶化后，将活性组分溶液和助剂溶液溶解于溶胶化后的浆料中，实现了活性组分和助剂在乙烯氧氯化催化剂载体的前驱物溶液中的均匀分散，以使制备得到催化剂活性组分可以均匀负载于催化剂载体上，从而保证了乙烯氧氯化催化剂的催化活性，避免了现有技术中采用浸渍法易造成活性物质在载体上分布不均匀进而影响催化剂催化性能的问题；此外，本发明所述的乙烯氧氯化催化剂的制备方法中还在打浆后的胶溶液中添加适量的分散剂和扩孔剂，从而保证了活性组分和助剂组分在胶溶液中均匀分布，而且有分散剂的存在也可以避免喷雾时间延长时由于胶溶液静置时间长而导致活性组分和助剂组分的沉积影响二者在胶溶液中的均匀分布，为获得活性组分和助剂组分在催化剂载体上的均匀分布提供了保障；添加适量的扩孔剂可以在对胶溶液进行喷雾的过程中对成型的微球结构的孔道起到扩孔作用，从而提高了催化剂载体的孔道体积，进而提高催化剂的孔容和比表面积。

(2)本发明所述的微球形乙烯氧氯化催化剂的制备方法，通过氢氧化铝溶液和氢氧化钠溶液的反应生成偏铝酸钠溶液，并进一步利用偏铝酸钠溶液和酸溶液的反应再次制备得到氢氧化铝胶体，实现了对氢氧化铝物质的纯化，保证了在制备乙烯氧氯化催化剂的过程中不受其他离子对其催化性能的影响。

(3)使用本发明所述的微球形乙烯氧氯化催化剂的制备方法制备得到的催化剂具有如下优异的物理性能：堆密度为0.8～1.2g/ml，比表面积为130～220m²/g，孔体积为0.35～0.6ml/g，平均粒度为40～70μm。

(4)使用本发明所述的微球形乙烯氧氯化催化剂的制备方法制备得到的催化剂由于活性组分分布均匀，比表面积及孔体积较大，反应分子的内扩散及外扩散性能增强，因此将其应用于乙烯氧氯化反应中后氯化氢转化率明显提高，尾气中CO₂及CO含量尤其是CO的含量较之现有技术明显减少，对环境友好。

具体实施方式

实施例1

称取1000g氢氧化铝粉，将其加入到1200ml质量百分浓度为30％的氢氧化钠溶液中，设置温度为95℃进行反应，制备得到三氧化二铝和氢氧化钠重量百分比为1.15％的偏铝酸钠溶液；

配制质量百分浓度为25％的盐酸溶液；

配制质量百分浓度为20％的氯化铜活性组分溶液；

配制质量百分浓度为30％的氯化镁助剂溶液。

使用单向法将1000ml所述偏铝酸钠溶液置于自制带搅拌器的沉淀釜中，向其中逐渐添加质量百分浓度为25％的盐酸溶液1200ml，并开启搅拌器对其进行搅拌5h进行沉淀反应，在该反应中设置反应温度为30℃、pH值为9；反应结束后经过滤得到沉淀物，利用脱离子水对该沉淀物进行水洗至洗脱液为中性止，得到湿滤饼800g。

将湿滤饼加入自制带搅拌器的胶溶釜中，并向其中加入等于湿滤饼重量的脱离子水800ml，再加入湿滤饼重量0.5％的胶溶剂-质量百分浓度为30％的硝酸溶液11.4ml，在转速为300r/min的高速搅拌下打浆胶溶1h，得到胶溶液1300ml。

将质量百分含量为20％的氯化铜活性组分溶液44.5ml和质量百分浓度为30％的氯化镁助剂溶液1.1ml加入到上述胶溶液中，同时向其中分别加入有机分散剂十二烷基三甲基氯化铵0.8g(湿滤饼重量的0.1％)和有机扩孔剂羧甲基纤维素0.8g(湿滤饼重量的0.1％)，得到胶溶混液。

将上述胶溶混液1000ml送入喷雾成型干燥塔中进行喷雾成型，设置所述喷雾成型干燥塔热风进口温度为450℃，出口温度为100℃，保证成型物在所述喷雾成型干燥塔内的停留时间10s，得到经干燥后的微球催化剂母体；对上述微球催化剂母体于300℃下进行焙烧10h即可得到乙烯氧氯化催化剂A。

该催化剂中铜含量为4.0％，镁含量为0.2％，三氧化二铝载体含量为83％，其余为氯离子及杂质。

实施例2

称取1000g氢氧化铝粉，将其加入到800ml质量百分浓度为30％的氢氧化钠溶液中，设置温度为125℃进行反应，制备得到三氧化二铝和氢氧化钠重量百分比为2.25％的偏铝酸钠溶液；

配制质量百分浓度为40％的盐酸溶液；

配制质量百分浓度为20％的氯化铜活性组分溶液；

配制质量百分浓度为30％的氯化镁助剂溶液；

配制质量百分浓度为30％的氯化钾助剂溶液。

使用单向法将1000ml所述偏铝酸钠溶液置于自制带搅拌器的沉淀釜中，向其中逐渐添加质量百分浓度为40％的盐酸溶液980ml，并开启搅拌器对其进行搅拌0.5h进行沉淀反应，在该反应中设置反应温度为70℃、pH值为5；反应结束后经过滤得到沉淀物，利用脱离子水对该沉淀物进行水洗至洗脱液为中性止，得到湿滤饼860g。

将湿滤饼加入自制带搅拌器的胶溶釜中，并向其中加入湿滤饼重量3倍的脱离子水2580ml，再加入湿滤饼重量2.5％的胶溶剂-质量百分浓度为50％的硝酸溶液31.8ml，在转速为500r/min的高速搅拌下打浆胶溶1.5h，得到胶溶液3300ml。

将质量百分含量为20％的氯化铜活性组分溶液65ml、质量百分浓度为30％的氯化镁助剂溶液6ml和质量百分浓度为30％的氯化钾助剂溶液4.8ml加入到上述胶溶液中，同时向其中分别加入有机分散剂十四烷基三丁基氯化铵4.3g(湿滤饼重量的0.5％)和有机扩孔剂羧甲基纤维素4.3g(湿滤饼重量的0.5％)，得到胶溶混液。

将上述胶溶混液1000ml送入喷雾成型干燥塔中进行喷雾成型，设置所述喷雾成型干燥塔热风进口温度为600℃，出口温度为160℃，保证成型物在所述喷雾成型干燥塔内的停留时间3s，得到经干燥后的微球催化剂母体；对上述微球催化剂母体于800℃下进行焙烧1h即可得到乙烯氧氯化催化剂B。

该催化剂中铜含量为5.88％，镁含量为1.05％，钾含量为0.95％，三氧化二铝载体含量为81.6％，其余为氯离子及杂质。

实施例3

称取1000g氢氧化铝粉，将其加入到1100ml质量百分浓度为30％的氢氧化钠溶液中，设置温度为105℃进行反应2h，制备得到三氧化二铝和氢氧化钠重量百分比为1.8％的偏铝酸钠溶液；

配制质量百分浓度为40％的硝酸溶液；

配制质量百分浓度为20％的氯化铜活性组分溶液；

配制质量百分浓度为30％的氯化镁助剂溶液；

配制质量百分浓度为30％的硝酸铈助剂溶液。

使用并流法将1000ml所述偏铝酸钠溶液和940ml质量百分浓度为40％的硝酸溶液同时逐渐添加入自制带搅拌器的沉淀釜中，并开启搅拌器对其进行搅拌1.0h进行沉淀反应，在该反应中设置反应温度为50℃、pH值为7；反应结束后经过滤得到沉淀物，利用脱离子水对该沉淀物进行水洗至洗脱液为中性止，得到湿滤饼820g。

将湿滤饼加入自制带搅拌器的胶溶釜中，并向其中加入湿滤饼重量1.2倍的脱离子水984ml，再加入湿滤饼重量0.8％的胶溶剂-质量百分浓度为35％的硝酸溶液17ml，在转速为450r/min的高速搅拌下打浆胶溶1h，得到胶溶液1560ml。

将质量百分含量为20％的氯化铜活性组分溶液75ml、质量百分浓度为30％的氯化镁助剂溶液5ml和质量百分浓度为30％的硝酸铈助剂溶液10.7ml加入到上述胶溶液中，同时向其中分别加入有机分散剂十二烷基三甲基氯化铵0.82g(湿滤饼重量的0.1％)和有机扩孔剂羧甲基纤维素0.82g(湿滤饼重量的0.1％)，得到胶溶混液。

将上述胶溶混液1000ml送入喷雾成型干燥塔中进行喷雾成型，设置所述喷雾成型干燥塔热风进口温度为500℃，出口温度为150℃，保证成型物在所述喷雾成型干燥塔内的停留时间8s，得到经干燥后的微球催化剂母体；对上述微球催化剂母体于550℃下进行焙烧3h即可得到乙烯氧氯化催化剂C。

该催化剂中铜含量为6.84％，镁含量为0.98％，铈含量为1.0％，三氧化二铝载体含量为80.3％，其余为氯离子及杂质。

实施例4

配制质量百分浓度为30％的硝酸溶液；

配制质量百分浓度为20％的氯化铜活性组分溶液；

配制质量百分浓度为30％的氯化钾助剂溶液；

配制质量百分浓度为30％的氯化镧助剂溶液。

使用单向法将1000ml所述偏铝酸钠溶液置于自制带搅拌器的沉淀釜中，向其中逐渐添加质量百分浓度为30％的硝酸溶液1040ml，并开启搅拌器对其进行搅拌2.0h进行沉淀反应，在该反应中设置反应温度为40℃、pH值为8；反应结束后经过滤得到沉淀物，利用脱离子水对该沉淀物进行水洗至洗脱液为中性止，得到湿滤饼840g。

将湿滤饼加入自制带搅拌器的胶溶釜中，并向其中加入湿滤饼重量1.5倍的脱离子水1260ml，再加入湿滤饼重量1.0％的胶溶剂-质量百分浓度为35％的柠檬酸溶液19.8ml，在转速为450r/min的高速搅拌下打浆胶溶1h，得到胶溶液1640ml。

将质量百分含量为20％的氯化铜活性组分溶液146.5ml、质量百分浓度为30％的氯化钾助剂溶液5ml和质量百分浓度为30％的氯化镧助剂溶液3ml加入到上述胶溶液中，同时向其中分别加入有机分散剂十二烷基三甲基氯化铵0.42g(湿滤饼重量的0.5％)和有机扩孔剂羧甲基纤维素0.42g(湿滤饼重量的0.1％)，得到胶溶混液。

将上述胶溶混液1000ml送入喷雾成型干燥塔中进行喷雾成型，设置所述喷雾成型干燥塔热风进口温度为500℃，出口温度为150℃，保证成型物在所述喷雾成型干燥塔内的停留时间6s，得到经干燥后的微球催化剂母体；对上述微球催化剂母体于650℃下进行焙烧2h即可得到乙烯氧氯化催化剂D。

该催化剂中铜含量为15.0％，钾含量为0.93％，镧含量为0.29％，三氧化二铝载体含量为80.2％，其余为氯离子及杂质。

实施例5

配制质量百分浓度为30％的硝酸溶液；

配制质量百分浓度为20％的氯化铜活性组分溶液；

配制质量百分浓度为30％的氯化钾助剂溶液；

配制质量百分浓度为30％的氯化镧助剂溶液。

使用单向法将1000ml所述偏铝酸钠溶液置于自制带搅拌器的沉淀釜中，向其中逐渐添加质量百分浓度为30％的硝酸溶液1040ml，并开启搅拌器对其进行搅拌2.0h进行沉淀反应，在该反应中设置反应温度为40℃、pH值为6.5；反应结束后经过滤得到沉淀物，利用脱离子水对该沉淀物进行水洗至洗脱液为中性止，得到湿滤饼840g。

将湿滤饼加入自制带搅拌器的胶溶釜中，并向其中加入湿滤饼重量1.5倍的脱离子水1260ml，再加入湿滤饼重量1.5％的胶溶剂-质量百分浓度为50％的柠檬酸溶液11.6ml，在转速为450r/min的高速搅拌下打浆胶溶1h，得到胶溶液1620ml。

将质量百分含量为20％的氯化铜活性组分溶液60ml、质量百分浓度为30％的氯化钾助剂溶液6ml和质量百分浓度为30％的氯化镧助剂溶液1.2ml加入到上述胶溶液中，同时向其中分别加入有机分散剂十二烷基三甲基氯化铵和十四烷基三丁基氯化铵0.84g(湿滤饼重量的0.1％)和有机扩孔剂羧甲基纤维素4.2g(湿滤饼重量的0.5％)，得到胶溶混液。

将上述胶溶混液1000ml送入喷雾成型干燥塔中进行喷雾成型，设置所述喷雾成型干燥塔热风进口温度为500℃，出口温度为150℃，保证成型物在所述喷雾成型干燥塔内的停留时间6s，得到经干燥后的微球催化剂母体；对上述微球催化剂母体于650℃下进行焙烧2h即可得到乙烯氧氯化催化剂E。

该催化剂中铜含量为5.52％，钾含量为1.06％，镧含量为0.1％，三氧化二铝载体含量为80.8％，其余为氯离子及杂质。

实施例6

配制质量百分浓度为30％的硝酸溶液；

配制质量百分浓度为20％的氯化铜活性组分溶液；

配制质量百分浓度为30％的氯化镁助剂溶液；

配制质量百分浓度为30％的氯化镧助剂溶液。

将湿滤饼加入自制带搅拌器的胶溶釜中，并向其中加入湿滤饼重量1.5倍的脱离子水1260ml，再加入湿滤饼重量1.2％的胶溶剂-质量百分浓度为50％的柠檬酸溶液9.3ml，在转速为450r/min的高速搅拌下打浆胶溶1h，得到胶溶液1610ml。

将质量百分含量为20％的氯化铜活性组分溶液60ml、质量百分浓度为30％的氯化镁助剂溶液6ml和质量百分浓度为30％的氯化镧助剂溶液3ml加入到上述胶溶液中，同时向其中分别加入有机分散剂十二烷基三甲基氯化铵和十四烷基二甲苄基氯化铵2.52g(湿滤饼重量的0.3％)和有机扩孔剂淀粉衍生物糊精2.52g(湿滤饼重量的0.3％)，得到胶溶混液。

将上述胶溶混液1000ml送入喷雾成型干燥塔中进行喷雾成型，设置所述喷雾成型干燥塔热风进口温度为500℃，出口温度为150℃，保证成型物在所述喷雾成型干燥塔内的停留时间6s，得到经干燥后的微球催化剂母体；对上述微球催化剂母体于650℃下进行焙烧2h即可得到乙烯氧氯化催化剂F。

该催化剂中铜含量为5.29％，镁含量为1.03％，镧含量为0.4％，三氧化二铝载体含量为81.9％，其余为氯离子及杂质。

实施例产物物化性质测试例

本发明还对实施例1～6中制备得到的乙烯氧氯化催化剂进行了物理化学性质的测试，测试结果见如下表1中所示。

表1催化剂的物理化学性质

从上述数据可知，较之现有技术，利用本发明所述的微球形乙烯氧氯化催化剂的制备方法制备得到的乙烯氧氯化催化剂具有更高的孔体积和比表面积，虽然其增加的幅度并不太大，但是对于大规模的二氯乙烷生产，由于产量很大，所以稍微增加乙烯氧氯化催化剂的上述性能即可以获得尽可能高的二氯乙烷转化率，也是很有经济价值的。

催化剂活性评价例

本发明还对上述制备得到的催化剂A～F进行活性评价，该测试在100ml的小型流化床反应器中进行，步骤如下：

测试环境：在反应器中装入100ml催化剂，用氮气置换后，升温至220℃，然后依次通入氯化氢，乙烯及氧气进行催化反应；

反应条件：温度220±5℃，压力0.3±0.01Mpa；

原料摩尔比：C₂H₄∶HCl∶O₂＝1.04∶2∶0.57

催化剂评价结果如表2所示。

表2催化剂评价结果

从以上数据可以看出，采用本发明方法制得的催化剂，由于活性组分分布均匀，比表面积及孔体积较大，反应分子的内扩散及外扩散性能增强，因此氯化氢转化率明显提高，尾气中CO₂及CO含量尤其是CO的含量较之现有技术明显减少，目的产物的收率及纯度均得到了提高。

虽然本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。

Claims

1.一种微球形乙烯氧氯化催化剂的制备方法，包括如下步骤：

配制质量百分浓度为25～40％的酸溶液；

配制活性组分溶液和助剂溶液；

(e)将胶溶后的所述胶溶混液送入喷雾成型干燥塔中进行喷雾成型，设置所述喷雾成型干燥塔热风进口温度为450～600℃，出口温度为100～160℃，在所述喷雾成型干燥塔内的停留时间3～10s，得到经干燥后的微球催化剂母体；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中的所述反应温度为40～50℃，反应时间为1～2h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中的所述pH值为6.5～8。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中加入的所述脱离子水的量为所述湿滤饼重量的1～1.5倍。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中加入的所述胶溶剂的量为所述湿滤饼重量的1.0～1.5％。

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述胶溶剂为质量百分浓度为30～50％的硝酸溶液或柠檬酸溶液。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中在转速为300～500r/min的高速搅拌下打浆胶溶1～2h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机分散剂为烷基铵盐。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机扩孔剂为羧甲基纤维素、淀粉衍生物。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(f)中将微球催化剂母体于450～650℃下焙烧2～4h。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙烯氧氯化催化剂至少由如下组分构成：铜4～15wt％、镁和钾中的至少一种0.2～2wt％和γ-氧化铝载体。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述乙烯氧氯化催化剂还包括稀土元素0.1～1.0wt％。