CN102151573A - 一种用于制备氯乙烯的低汞催化剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于由乙炔制备氯乙烯反应的低汞催化剂的新型制备方法。该方法采用处理后的煤质炭作为载体，使用真空浸渍法将较低含量的氯化汞以及其他助剂负载于载体上，并通过旋转蒸发等干燥手段得到新型催化剂。相对于高汞催化剂及目前正在研制的贵金属催化剂，本发明中催化剂涉及的载体煤质炭以及助剂的成本较低，更为安全环保，采用的工艺简单，生产周期短。在乙炔氢氯化制备氯乙烯反应的应用中，该低汞催化剂表现出的优异活性及选择性，使其可被视为当今主流高汞催化剂的优良替代品。

Description

一种用于制备氯乙烯的低汞催化剂的制备方法
技术领域
本发明提出一种用于由乙炔制备氯乙烯反应的低汞催化剂的新型制备方法。该方法采用处理后的煤质炭作为载体，使用真空浸渍法将较低含量的氯化汞以及其他助剂负载于载体上，并通过旋转蒸发等干燥手段得到新型催化剂。相比于高汞催化剂及目前正在研制的贵金属催化剂，本发明中催化剂涉及的载体煤质炭以及助剂的成本较低，更为安全环保，采用的工艺简单，生产周期短。在乙炔氢氯化制备氯乙烯反应的应用中，该低汞催化剂表现出的优异活性及选择性，使其可被视为当今主流的高汞催化剂的优良替代品。
背景技术
氯乙烯是合成聚氯乙烯(PVC)的重要原料。随着我国社会的飞速发展，PVC的生产和在各行业的消费急遽增长。1995年我国PVC产量为137.4万吨，表观消费量为187万吨；而2009年仅2月至6月期间，PVC累计生产量即为364万吨，仅6月一个月的表观消费量即为101.2万吨。因此，作为聚氯乙烯不可替代的合成原料氯乙烯的需求量会大幅度增加。
乙炔氢氯化反应是工业合成氯乙烯的重要化学过程，我国有超过一半的聚氯乙烯原料是通过该反应生产的。目前该反应采用的大多是负载在活性炭上的高汞催化剂，在固定床中进行的催化反应。目前广泛应用与制备氯乙烯反应的高汞催化剂成本低廉，制备加工工艺简单，且技术已非常成熟。但是随着近年来汞储备量的急速下降，以及国家对于催化剂安全性，环保性的周全考虑，稳定性差，危害性大的高汞催化剂必须向低汞以及无汞催化剂过渡。综上，低汞催化剂的研究，开发和工业化，具有十分重大的意义。
发明内容
基于以上背景，本发明提出了一种新型低汞催化剂及其制备方法。具体地说，涉及用于乙炔与氯化氢反应制备氯乙烯的催化剂及其制备方法。发明的目的就是针对现有高汞催化剂的诸多缺陷及其对环境的危害，找到一种新型的低汞催化剂，同时达到氯乙烯生产过程低成本、低污染、低危害的三重良好效果。
本发明的具体技术方案如下所述：
一种用于由乙炔制备氯乙烯的低汞催化剂，其特征在于：所述的低汞催化剂以经过一定处理的煤质炭为载体，以氯化汞为活性组分，所述的氯化汞含量占催化剂总质量的3％～7％，以氯化铬、氯化镍、氯化铁、氯化亚铁、氯化钡、氯化钴等金属氯化物为助剂，所属述助剂含量占催化剂总质量的3％～20％。
本发明还公开了一种用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应的低汞催化剂的制备方法，其特征在于此方法按以下步骤进行：
(1)配制浓度为5％的氯化锰水溶液，将煤质炭在该水溶液中浸泡2小时，之后将浸泡好的活性炭在120℃烘干。
(2)浸渍液的配制：将一定量的氯化汞，以及氯化镍、氯化铬、氯化亚铁、氯化铁、氯化钴、氯化钡中的一种或几种溶于水中，配制成1.5倍对应质量煤质炭吸水量的溶液，采用真空浸渍法浸渍(1)中预先处理好的煤质炭。
(3)浸渍好的催化剂在70～80℃下旋转蒸干。
本发明具有如下特点：
催化剂制备方法简单，氯化汞负载牢固，催化剂稳定性好，应用于催化反应中操作简单易控制，反应活性高，选择性高。
具体实施方式
以下对催化剂的制备方案进行更详细具体的说明。
实施例一：
称取11.5g煤质炭，用5％氯化锰水溶液浸泡2小时后抽滤并在120℃下烘干。称取0.35g氯化汞、1.31g氯化镍，0.79g氯化铬溶于7.5mL水中，采用真空浸渍法将该混合液负载在经过处理的11.5g煤质炭上，75℃下旋转蒸干。所得催化剂用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中，乙炔转化率为95.6％，氯乙烯选择性为98％。
实施例二：
称取11.5g煤质炭，用5％氯化锰水溶液浸泡2小时后抽滤并在120℃下烘干。称取0.54g氯化汞、0.37g氯化镍，2.11g氯化铬溶于7.5mL水中，采用真空浸渍法将该混合液负载在经过处理的11.5g煤质炭上，75℃下旋转蒸干。所得催化剂用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中，乙炔转化率为92.1％，氯乙烯选择性为98％。
实施例三：
称取11.5g煤质炭，用5％氯化锰水溶液浸泡2小时后抽滤并在120℃下烘干。称取0.86g氯化汞、2.29g氯化亚铁溶于7.5mL水中，采用真空浸渍法将该混合液负载在经过处理的11.5g煤质炭上，75℃下旋转蒸干。所得催化剂用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中，乙炔转化率为85.9％，氯乙烯选择性为99％。
实施例四：
称取11.5g煤质炭，用5％氯化锰水溶液浸泡2小时后抽滤并在120℃下烘干。称取0.86g氯化汞、1.55g氯化铁，0.81g氯化钡溶于7.5mL水中，采用真空浸渍法将该混合液负载在经过处理的11.5g煤质炭上，80℃下旋转蒸干。所得催化剂用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中，乙炔转化率为98.7％，氯乙烯选择性为98％。
实施例五：
称取11.5g煤质炭，用5％氯化锰水溶液浸泡2小时后抽滤并在120℃下烘干。称取0.35氯化汞、2.29g氯化钴溶于7.5mL水中，采用真空浸渍法将该混合液负载在经过处理的11.5g煤质炭上，80℃下旋转蒸干。所得催化剂用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中，乙炔转化率为77.9％，氯乙烯选择性为95％。
实施例六：
称取11.5g煤质炭，用5％氯化锰水溶液浸泡2小时后抽滤并在120℃下烘干。称取0.35g氯化汞、2.80g氯化镍，0.81g氯化钡溶于7.5mL水中，采用真空浸渍法将该混合液负载在经过处理的11.5g煤质炭上，70℃下旋转蒸干。所得催化剂用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中，乙炔转化率为96.2％，氯乙烯选择性为97％。

Claims (7)

1.本发明提出一种用于乙炔氢氯化反应制备氯乙烯的低汞催化剂，其特征在于：所述的催化剂以经过氯化锰处理的煤质炭为载体，所述的活性组分为氯化汞，所述的助剂为氯化铬、氯化镍、氯化钡、氯化亚铁、氯化铁、氯化钴中的一种或几种。
2.本发明提出了一种权利要求1中所述的低汞催化剂的制备方法；其具体实施步骤为：首先使用一定浓度的氯化锰水溶液，浸泡煤质炭2小时，之后在120℃下将经过处理的煤质炭烘干；然后将一定量的氯化汞，以及氯化镍、氯化铬、氯化亚铁、氯化铁、氯化钴、氯化钡等助剂中的一种或几种溶于水中并采用真空浸渍法浸渍到处理好的煤质炭中；最后采用旋转蒸发在70～80℃下将水分蒸干。
3.按照权利要求2中所述的氯化锰溶液浓度为5％。
4.按照权利要求2中所述的催化剂主要活性组分氯化汞含量为3-7％。
5.按照权利要求2中所述的催化剂的助剂包括氯化镍、氯化铬、氯化亚铁、氯化铁、氯化钴、氯化钡中的一种或几种，助剂含量为3-20％。
6.按照权利要求2中所述的用于溶解活性组分及助剂的水量为载体吸水率的1.5倍。
7.按照权利要求2中所述的浸渍后的煤质炭采用旋转蒸发法蒸干，蒸干温度为70～80℃。
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