CN102085486B - 乙炔氢氯化固汞催化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于提高乙炔氢氯化反应活性和稳定性的固汞催化剂，包括如下含量的组分：活性炭载体100份，主催化成分氯化汞1～8份，辅助成分1～10份，辅助成分A与B各1～10份，辅助成分A为氯化钴或氯化锰，辅助成分B为氯化钾或氯化铵。本发明目的在于解决当前氯化汞催化剂汞含量过高，催化剂稳定性差，活性组分易流失，造成生产中汞消耗量过大，催化剂失活快，对环境污染严重的问题。本发明所述固汞催化剂活性及稳定性都较单纯氯化汞催化剂提高5％～50％，可以有效提高催化剂的使用效率，减少汞流失，降低生产成本并减小汞对环境的污染。

Description

乙炔氢氯化固汞催化剂

技术领域

本发明涉及用于乙炔氢氯化反应合成氯乙烯的固汞催化剂。

背景技术

聚氯乙烯是世界五大合成树脂之一，广泛用于工业、农业、建材等国民经济重要领域。氯乙烯单体是重要的有机化工合成原料，主要用途是生产聚氯乙烯树脂和其他氯乙烯共聚物。众所周之，在我国由乙炔氢氯化制氯乙烯的工业中，一直采用较为陈旧的氯化汞负载在活性炭上作为催化剂，氯化汞含量达10％～14％。这种催化剂虽然活性和寿命比较令人满意，但是存在如下不足：含汞量太高，对汞资源的消耗过大；氯化汞热稳定性差，汞很容易流失，汞流失导致催化剂失活快；流失到自然界里的汞造成环境严重污染，后续汞污染治理难度大，对生态环境的破坏严重。随着全球社会对环境保护的日益重视，汞污染问题已引起国际社会的广泛关注，国际上也加快了制定限制汞消耗和防止汞污染的国际公约的步伐，我国政府也加大了对汞污染的治理。我国是汞的生产和使用大国，汞使用量位居全球首位，其中电石乙炔法聚氯乙烯生产是国内最大的用汞行业，因此汞减排已成了氯碱行业重中之重的任务。

为了解决上述问题，部分企业和科研院所也进行了关于汞催化剂改良方面的研究，中国专利CN100363101C公开了一种复合金属氯化物催化剂的生产方法，该复合金属氯化物催化剂以重量百分比计含氯化汞2％～8％、氯化锌1％～15％，它是将孔隙率≥0.56cm3/g、比表面≥1000cm2/g、机械强度≥90％的活性炭置于烘房内干燥至恒重；按重量比称取氯化汞、氯化锌，并配置成PH≤1的氯化汞水溶液和PH≤1的氯化锌水溶液，或PH≤1的氯化汞、氯化锌混合水溶液；将干燥至恒重的活性炭放入浸渍槽内，用配置的、温度保持在92～96℃的氯化汞水溶液浸渍4～8小时，吸附氯化汞，然后放出废液，再用配置的、温度保持在92～96℃的氯化锌水溶液浸渍4～8小时，吸附氯化锌；或将干燥至恒重的活性炭放入浸渍槽内，用配置的、温度保持在92～96℃的氯化汞、氯化锌混合水溶液浸渍4～8小时，吸附氯化汞和氯化锌；将吸附氯化汞和氯化锌后的湿活性炭再置于烘房内，在115℃以下干燥至恒重，制得复合金属氯化物催化剂。该方法制得的催化剂活性提高不大，且辅助成分氯化锌热稳定性不高，易流失，降低了催化剂的使用效率并造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是解决传统氯化汞含汞量太高，对汞资源的消耗过大；氯化汞热稳定性差，易流失，催化剂失活快，对环境污染严重等问题，提供了一种催化活性高，热稳定性高的乙炔氢氯化固汞催化剂。

本发明通过向传统单纯汞催化剂中添加钴、钾等能提高活性、增强稳定性的复配物质，达到既能提高催化剂活性又能提高催化剂稳定性的效果。该催化剂在生产应用中具有活性高、稳定性好、耗汞量小、寿命长等优点，具有很好的经济性和工业应用价值。

本发明采用如下技术方案：

一种乙炔氢氯化固汞催化剂，包括如下含量的组分：活性炭载体100份，主催化成分氯化汞1～8份，辅助成分A与B各1～10份，辅助成分A为氯化钴或氯化锰，辅助成分B为氯化钾或氯化铵。

上述乙炔氢氯化固汞催化剂，活性炭载体比表面积＞300m²/g，堆积密度＞0.3g/cm³，机械强度＞98％。

上述乙炔氢氯化固汞催化剂，主催化成分及辅助成分配置成PH≤1的水溶液；浸渍温度约为10℃～80℃、时间约为5～15小时；干燥时温度约为90℃～150℃，使水份含量质量分数＜1％。

上述乙炔氢氯化固汞催化剂，在乙炔与氯化氢合成氯乙烯的气相反应中，反应温度120℃～160℃，氯化氢与乙炔的摩尔比为1.05～1.2∶1。

依照本发明制得的乙炔氢氯化固汞催化剂，其催化活性及稳定性都有了明显提高，活性及稳定性较当前氯化汞催化剂分别都提高5％～50％，应用于工业化生产，有效提高了催化剂的活性及使用效率，增强了氯化汞的热稳定性，很大程度上降低了汞的流失，减少了汞的污染。在不降低催化剂活性的情况下可明显降低汞的使用量，进而显著降低生产成本。最终能达到降低汞消耗，减小汞污染的目的。

附图说明

具体实施方式

为了更好的说明本发明，举出以下实例。但本发明的范围并不仅局限于实例，其要求保护的范围记载于权利要求的权项中。

实施例1

一种乙炔氢氯化固汞催化剂，包括如下含量的组分：活性炭载体100份，主催化成分氯化汞1份，辅助成分氯化钴1份，辅助成分氯化钾1份；载体活性炭的堆积密度0.5g/cm³，比表面积600m²/g；主催化成分及辅助成分配置成PH≤1的水溶液；浸渍温度约为80℃，时间约为8小时；干燥时温度约为100℃，使水份含量质量分数＜1％；在乙炔与氯化氢合成氯乙烯的气相反应中，反应温度120℃，氯化氢与乙炔的摩尔比为1.05∶1。

实施例2

一种乙炔氢氯化固汞催化剂，包括如下含量的组分：活性炭载体100份，主催化成分氯化汞8份，辅助成分氯化钴10份，辅助成分氯化钾10份；载体活性炭的堆积密度0.5g/cm³，比表面积600m²/g；主催化成分及辅助成分配置成PH≤1的水溶液；浸渍温度约为80℃，时间约为8小时；干燥时温度约为100℃，使水份含量质量分数＜1％；在乙炔与氯化氢合成氯乙烯的气相反应中，反应温度120℃，氯化氢与乙炔的摩尔比为1.05∶1。

实施例3

一种乙炔氢氯化固汞催化剂，包括如下含量的组分：活性炭载体100份，主催化成分氯化汞6份，辅助成分氯化钴5份，辅助成分氯化钾5份；载体活性炭的堆积密度0.5g/cm³，比表面积600m²/g；主催化成分及铺助成分配置成PH≤1的水溶液；浸渍温度约为80℃，时间约为8小时；干燥时温度约为100℃，使水份含量质量分数＜1％；在乙炔与氯化氢合成氯乙烯的气相反应中，反应温度120℃，氯化氢与乙炔的摩尔比为1.05∶1。

实施例4

一种乙炔氢氯化固汞催化剂，包括如下含量的组分：活性炭载体100份，主催化成分氯化汞6份，辅助成分氯化锰5份，辅助成分氯化铵5份；载体活性炭的堆积密度0.5g/cm³，比表面积600m²/g；主催化成分及辅助成分配置成PH≤1的水溶液；浸渍温度约为80℃，时间约为8小时；干燥时温度约为100℃，使水份含量质量分数＜1％；在乙炔与氯化氢合成氯乙烯的气相反应中，反应温度120℃，氯化氢与乙炔的摩尔比为1.05∶1。

实施例5

一种乙炔氢氯化固汞催化剂，包括如下含量的组分：活性炭载体100份，主催化成分氯化汞6份，辅助成分氯化钴5份，辅助成分氯化铵5份；载体活性炭的堆积密度0.5g/cm³，比表面积600m²/g；主催化成分及辅助成分配置成PH≤1的水溶液；浸渍温度约为80℃，时间约为8小时；干燥时温度约为100℃，使水份含量质量分数＜1％；在乙炔与氯化氢合成氯乙烯的气相反应中，反应温度120℃，氯化氢与乙炔的摩尔比为1.05∶1。

实施例6

一种乙炔氢氯化固汞催化剂，包括如下含量的组分：活性炭载体100份，主催化成分氯化汞6份，辅助成分氯化锰5份，辅助成分氯化钾5份；载体活性炭的堆积密度0.5g/cm³，比表面积600m²/g；主催化成分及辅助成分配置成PH≤1的水溶液；浸渍温度约为80℃，时间约为8小时；干燥时温度约为100℃，使水份含量质量分数＜1％；在乙炔与氯化氢合成氯乙烯的气相反应中，反应温度120℃，氯化氢与乙炔的摩尔比为1.05∶1。

Claims (3)

1.一种乙炔氢氯化固汞催化剂，其特征在于包括如下含量的组分：活性炭载体100份，主催化成分氯化汞1～8份，辅助成分A与B各1～10份，辅助成分A为氯化钴或氯化锰，辅助成分B为氯化钾或氯化铵；上述主催化成分及辅助成分配制成pH值≤1的水溶液；浸渍温度为10℃～80℃、时间为5～15小时；干燥时温度为90℃～150℃，使水份含量质量分数＜1％。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于活性炭载体比表面积＞300m²/g，堆积密度＞0.3g/cm³，机械强度＞98％。

3.如权利要求1所述固汞催化剂，其特征在于在乙炔与氯化氢合成氯乙烯的气相反应中，反应温度120℃～160℃，氯化氢与乙炔的摩尔比为1.05～1.2∶1。