CN102463125A - 一种烯烃氧氯化催化剂及其制备方法和制备二氯乙烷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种烯烃氧氯化催化剂及其制备方法，该催化剂含有催化剂载体和负载在该催化剂载体上的碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分，其中，所述催化剂载体含有铜组分和氧化铝。本发明还提供了一种二氯乙烷的制备方法，该方法包括：在氧氯化反应条件下，使乙烯、氯化氢和氧气在氧氯化催化剂的存在下进行反应，其中，所述氧氯化催化剂为本发明提供的所述催化剂。采用根据本发明的所述烯烃氧化铝催化剂制备二氯乙烷可以获得较高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

Description

一种烯烃氧氯化催化剂及其制备方法和制备二氯乙烷的方法

技术领域

本发明涉及一种烯烃氧氯化催化剂，该烯烃氧氯化催化剂的制备方法，以及采用该氧氯化催化剂制备二氯乙烷的方法。

背景技术

多年来已经开发了通过氧氯化过程来生产氯代烃的催化剂和方法。具体地，在一种催化剂的存在下，用氧气、氯化氢和乙烯氧氯化生产1，2-二氯乙烷的方法已在世界上一些工业装置中广泛应用。由于氧氯化反应是放热反应，为使反应热能及时排出，采用流化床工艺比较有利，即在流化床中将乙烯、氯化氢和氧或含氧气体的混合物进行气相反应。目前，根据原料路线的不同，工业上主要采用两种不同的生产方法：一种是美国B.F.Goodrich公司为代表的空气法，该方法是以空气、乙烯和氯化氢为原料进行氧氯化反应；另一种是以日本三井东压株式会社为代表的氧气法，该方法是以纯氧、乙烯和氯化氢为原料进行氧氯化反应。

在用氧氯化法生产氯代烃的过程中，催化剂已经成功地应用了许多年。例如，CN1114594A中公开了一种由氯化铜盐酸溶液A和偏氯酸钠溶液B为原料用共沉淀法制得的烯烃氧氯化催化剂，其中，催化剂按以下次序的步骤制备：(a)氯化铜盐酸溶液A和偏氯酸钠溶液B中和成胶；(b)浆化喷雾成型；(c)碱性水溶液洗涤；(d)灼烧。CN1280880A中公开了一种由氯化铜盐酸溶液A、碱金属氯化物或碳酸盐、碱土金属氯化物或碳酸盐、稀土金属氯化物或碳酸盐的盐酸溶液B和偏氯酸钠溶液C为原料，用共沉淀法制备的烯烃氧氯化反应用催化剂，其制备步骤包括：(1)分别制备氯化铜盐酸溶液A、碱金属氯化物或碳酸盐、碱土金属氯化物或碳酸盐、稀土金属氯化物或碳酸盐的盐酸溶液B、偏氯酸钠溶液C，并将上述溶液混合中和成胶，得到共沉淀物；(2)过滤分离共沉淀物；(3)将共沉淀物用水浆化后喷雾干燥成型；(4)将成型物用碱性溶液洗涤；(5)灼烧。

虽然上述专利申请的催化剂可以用于烯烃氧氯化反应以制备二氯乙烷，然而，采用这些催化剂制备二氯乙烷的过程中氯化氢转化率和二氯乙烷产率(也指乙烯转化为二氯乙烷的转化率)仍然较低。

在工业生产中，由于二氯乙烷的产量很大，因此，稍微增加乙烯转化为二氯乙烷的转化率，也是很有价值的。此外，增加乙烯转化为二氯乙烷的转化率和氯化氢转化率，可以降低产生的副产物量和有关的烃类及氯代烃类向环境中释放的潜在可能性，将对环境保护有益。因此，需要开发出能够提高氯化氢转化率和二氯乙烷产率的氧氯化催化剂。

发明内容

本发明的目的在于克服在采用现有的氧氯化催化剂制备二氯乙烷的过程中氯化氢转化率和二氯乙烷产率较低的缺点，提供一种烯烃氧氯化催化剂，采用该烯烃氧氯化催化剂制备二氯乙烷可以获得较高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

本发明的另一个目的是提供所述烯烃氧氯化催化剂的制备方法。

本发明的另一个目的是提供采用该烯烃氧氯化催化剂制备二氯乙烷的方法。

本发明提供了一种烯烃氧氯化催化剂，其中，该催化剂含有催化剂载体和负载在该催化剂载体上的碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分，其中，所述催化剂载体含有铜组分和氧化铝。

本发明还提供了一种烯烃氧氯化催化剂的制备方法，其中，该方法包括用一种浸渍液浸渍催化剂载体并干燥，所述浸渍液为含有碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的溶液，所述催化剂载体含有铜组分和氧化铝。

本发明还提供了一种二氯乙烷的制备方法，该方法包括：在氧氯化反应条件下，使乙烯、氯化氢和氧气在氧氯化催化剂的存在下进行反应，其中，所述氧氯化催化剂为本发明提供的所述烯烃氧氯化催化剂。

在本发明中，在制备二氯乙烷的过程中，采用本发明提供的所述氧氯化催化剂作为催化剂，可以大大提高氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

具体实施方式

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种烯烃氧氯化催化剂，其中，该催化剂含有催化剂载体和负载在该催化剂载体上的碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分，其中，所述催化剂载体含有铜组分和氧化铝。

根据本发明的所述催化剂，以所述催化剂的总重量为基准，所述催化剂载体的含量可以为85-99.8重量％，所述碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量可以为0.2-15重量％，且以金属元素计，碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量可以为0.1-10重量％。为了在采用本发明的所述烯烃氧氯化催化剂的制备二氯乙烷的过程中进一步提高氯化氢转化率和二氯乙烷产率，以所述催化剂的总重量为基准，所述催化剂载体的含量优选为90-97重量％，所述碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量优选为3-10重量％，且以金属元素计，碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量优选为2-5重量％。

进一步地，以所述催化剂的总重量为基准，以金属元素计，碱金属组分的含量可以为0.1-3重量％，碱土金属组分的含量可以为0.1-3重量％，稀土金属组分的含量可以为0.1-3重量％。为了在采用本发明的所述烯烃氧氯化催化剂的制备二氯乙烷的过程中进一步提高氯化氢转化率和二氯乙烷产率，以所述催化剂的总重量为基准，以金属元素计，碱金属组分的含量优选为0.5-2重量％，碱土金属组分的含量优选为0.5-2重量％，稀土金属组分的含量优选为0.5-2重量％。

根据本发明的所述催化剂，所述碱金属组分优选为锂组分和/或钾组分。更优选的情况下，所述碱金属组分为钾组分。在这种情况下，采用该催化剂制备二氯乙烷的过程中可以获得进一步提高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

在本发明中，所述碱金属组分以碱金属盐的形式存在。所述碱金属盐例如可以为碱金属的碳酸盐、碱金属的盐酸盐(即碱金属的氯化物)、碱金属的溴化物和碱金属的硝酸盐中的至少一种。优选情况下，所述碱金属组分以碱金属的盐酸盐和/或碳酸盐的形式存在，也即，钾组分优选以氯化钾和/或碳酸钾的形式存在。

根据本发明的所述催化剂，所述碱土金属组分优选为镁组分。在这种情况下，采用该催化剂制备二氯乙烷的过程中可以获得进一步提高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

在本发明中，所述碱土金属组分以水溶性碱土金属盐的形式存在。所述水溶性碱土金属盐例如可以为碱土金属的碳酸盐、碱土金属的盐酸盐(即碱土金属的氯化物)、碱土金属的溴化物和碱土金属的硝酸盐中的至少一种。优选情况下，所述碱土金属组分以碱土金属的盐酸盐的形式存在，也即，镁组分优选以氯化镁的形式存在。

根据本发明的所述催化剂，所述稀土金属组分优选为镧组分、铈组分、钕组分、镨组分和钇组分中的一种或多种。更优选的情况下，所述稀土金属组分为铈组分。在这种情况下，采用该催化剂制备二氯乙烷的过程中可以获得进一步提高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

在本发明中，所述稀土金属组分以水溶性稀土金属盐的形式存在。所述水溶性稀土金属盐例如可以为稀土金属的碳酸盐、稀土金属的盐酸盐(即稀土金属的氯化物)、稀土金属的溴化物和稀土金属的硝酸盐中的至少一种。优选情况下，所述稀土金属组分以稀土金属的盐酸盐的形式存在，也即，镧组分优选以氯化镧的形式存在，铈组分优选以氯化铈的形式存在，钕组分优选以氯化钕的形式存在，镨组分优选以氯化镨的形式存在，钇组分优选以氯化钇的形式存在。最优选的情况下，所述稀土金属组分以氯化铈的形式存在。

根据本发明的一种优选实施方式，所述碱金属组分为钾盐，所述碱土金属组分为水溶性镁盐，所述稀土金属组分为水溶性铈盐。进一步优选的实施方式中，所述碱金属组分为氯化钾和/或碳酸钾，所述碱土金属组分为氯化镁，所述稀土金属组分为氯化铈。在该实施方式中，采用该催化剂制备二氯乙烷的过程中可以获得进一步提高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

根据本发明的所述催化剂，所述铜组分优选为氯化铜。

根据本发明的所述催化剂，在所述催化剂载体中，铜组分和氧化铝的重量比可以为1∶1-10。为了在采用本发明的所述烯烃氧氯化催化剂的制备二氯乙烷的过程中进一步提高氯化氢转化率和二氯乙烷产率，在所述催化剂载体中，铜组分和氧化铝的重量比优选为1∶3-8。

在本发明中，所述催化剂载体优选以微球状的形式使用，且微球的平均颗粒直径可以为10-500μm，优选为30-100μm，比表面积可以为20-1000m²/g，优选为100-300m²/g。

在本发明中，所述催化剂载体的平均颗粒直径根据激光粒度仪测得，所述催化剂载体的比表面积根据液氮吸附BET方法测得。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种烯烃氧氯化催化剂的制备方法，其中，该方法包括用一种浸渍液浸渍催化剂载体并干燥，所述浸渍液为含有碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的溶液，所述催化剂载体含有铜组分和氧化铝。

根据本发明提供的所述方法，所述浸渍液中碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总浓度可以为0.1-120g/L，优选为0.5-90g/L。

根据本发明提供的所述方法，各组分的用量使得以得到的催化剂的总重量为基准，所述催化剂载体的含量可以为85-99.8重量％，所述碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量可以为0.2-15重量％，且以金属元素计，碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量可以为0.1-10重量％。优选情况下，各组分的用量使得以得到的催化剂的总重量为基准，所述催化剂载体的含量为90-97重量％，所述碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量为3-10重量％，且以金属元素计，碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量为2-5重量％。

进一步优选情况下，各组分的用量使得以得到的催化剂的总重量为基准，以金属元素计，碱金属组分的含量为0.1-3重量％，优选为0.5-2重量％；碱土金属组分的含量为0.1-3重量％，优选为0.5-2重量％；稀土金属组分的含量为0.1-3重量％，优选为0.5-2重量％。

根据本发明提供的所述方法，所述碱金属组分优选为锂组分和/或钾组分。更优选的情况下，所述碱金属组分为钾组分。在这种情况下，在采用该方法获得的催化剂制备二氯乙烷的过程中可以获得进一步提高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

在本发明中，所述碱金属组分以碱金属盐的形式存在。所述碱金属盐例如可以为碱金属的碳酸盐、碱金属的盐酸盐(即碱金属的氯化物)、碱金属的溴化物和碱金属的硝酸盐中的至少一种。优选情况下，所述碱金属组分以碱金属的盐酸盐和/或碳酸盐的形式存在，也即，钾组分优选以氯化钾和/或碳酸钾的形式存在。

根据本发明提供的所述方法，所述碱土金属组分优选为镁组分。在这种情况下，在采用该方法获得的催化剂制备二氯乙烷的过程中可以获得进一步提高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

在本发明中，所述碱土金属组分以水溶性碱土金属盐的形式存在。所述水溶性碱土金属盐例如可以为碱土金属的碳酸盐、碱土金属的盐酸盐(即碱土金属的氯化物)、碱土金属的溴化物和碱土金属的硝酸盐中的至少一种。优选情况下，所述碱土金属组分以碱土金属的盐酸盐的形式存在，也即，镁组分优选以氯化镁的形式存在。

根据本发明提供的所述方法，所述稀土金属组分优选为镧组分、铈组分、钕组分、镨组分和钇组分中的一种或多种。更优选的情况下，所述稀土金属组分为铈组分。在这种情况下，在采用该方法获得的催化剂制备二氯乙烷的过程中可以获得进一步提高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

在本发明中，所述稀土金属组分以水溶性稀土金属盐的形式存在。所述水溶性稀土金属盐例如可以为稀土金属的碳酸盐、稀土金属的盐酸盐(即稀土金属的氯化物)、稀土金属的溴化物和稀土金属的硝酸盐中的至少一种。优选情况下，所述稀土金属组分以稀土金属的盐酸盐的形式存在，也即，镧组分优选以氯化镧的形式存在，铈组分优选以氯化铈的形式存在，钕组分优选以氯化钕的形式存在，镨组分优选以氯化镨的形式存在，钇组分优选以氯化钇的形式存在。最优选的情况下，所述稀土金属组分以氯化铈的形式存在。

根据本发明的一种优选实施方式，所述碱金属组分为钾盐，所述碱土金属组分为水溶性镁盐，所述稀土金属组分为水溶性铈盐。进一步优选的实施方式中，所述碱金属组分为氯化钾和/或碳酸钾，所述碱土金属组分为氯化镁，所述稀土金属组分为氯化铈。在该实施方式中，在采用该方法获得的催化剂制备二氯乙烷的过程中可以获得进一步提高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

根据本发明的所述催化剂，在所述催化剂载体中，铜组分和氧化铝的重量比可以为1∶1-10，优选为1∶3-8。

在本发明中，所述催化剂载体优选以微球状的形式使用，且微球的平均颗粒直径可以为10-500μm，优选为30-100μm，比表面积可以为20-1000m²/g，优选为100-300m²/g。

根据本发明提供的所述方法，所述催化剂载体可以商购得到，例如可以购自郑州铝业股份有限公司公司，也可以采用常规的方法制得。所述催化剂载体可以采用共沉淀的方法制得，具体的，所述催化剂载体的制备方法可以包括以下步骤：

(1)将含有水溶性铜盐和偏铝酸钠的水溶液进行中和成胶，并选择性地进行老化，然后进行过滤和洗涤，得到共沉淀物；

(2)将步骤(1)中得到的共沉淀物浆化后，进行喷雾干燥成型；

(3)将步骤(2)中得到的成型物进行焙烧。

在本发明中，所述中和成胶的条件可以包括：温度为20-80℃(优选为20-60℃)，pH值为6-9。

所述老化的时间可以为1-48小时，优选为12-36小时。

所述水溶性铜盐优选为氯化铜。

所述偏铝酸钠溶液可以商购得到，也可以采用常规的方法制备，其制备方法可以包括：将一定量的氢氧化铝粉末溶于碱液中，在100-150℃下反应30-300分钟，得到氢氧化钠/三氧化二铝的重量比为1.2-2∶1的溶液。所述碱液可以为氢氧化钠溶液。

将所述共沉淀物浆化的方法可以包括使所述共沉淀物与一种酸混合并进行胶溶。所述酸优选为硝酸。

所述焙烧的温度可以为500-1000℃，优选为550-700℃。

本发明还提供了一种二氯乙烷的制备方法，该方法包括：在氧氯化反应条件下，使乙烯、氯化氢和氧气在氧氯化催化剂的存在下进行反应，其中，所述氧氯化催化剂为根据本发明的上述烯烃氧氯化催化剂。

在本发明中，所述氧氯化反应条件没有特别的限定，可以在常规的氧氯化反应条件中适当地选择，优选情况下，所述氧氯化反应条件可以包括：温度为190-250℃，优选为200-240℃；压力为0.15-0.7MPa，优选为0.25-0.5MPa；时间为10-50秒，优选为20-40秒；乙烯、氯化氢与氧气的摩尔比为1∶1.8-2∶0.5-0.6。

在本发明中，所述氧气可以以纯的氧气的形式加入，也可以以空气的形式加入。

以下通过实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

在以下实施例中，所述氯化氢的转化率和二氯乙烷的产率根据以下公式计算得到：

在以下实施例中，催化剂载体的平均颗粒直径根据激光粒度仪测得，比表面积根据液氮吸附BET方法测得，氯化铜的含量根据荧光分析法测得。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的所述烯烃氧氯化催化剂及其制备方法和制备二氯乙烷的方法。

(1)催化剂载体的制备

在100℃下，将80g的氢氧化铝粉末加入到150ml的浓度为0.8g/ml的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，从而制得偏铝酸钠溶液。将该偏铝酸钠溶液与45ml的浓度为0.4g/ml的氯化铜溶液混合，用浓度为0.8g/ml的氢氧化钠调节pH值至8，并在室温下进行共沉淀，然后将沉淀后的混合物老化24小时，并进行过滤、洗涤，从而得到共沉淀物。然后，将该共沉淀物与10ml的浓度为0.1mol/L的硝酸溶液混合，以使该共沉淀物胶溶，之后进行喷雾干燥和在600℃下焙烧6小时，得到微球状颗粒，其平均颗粒直径约为50μm，比表面积约为180m²/g，氯化铜的含量约为25重量％。

(2)烯烃氧氯化催化剂的制备

将3重量份的氯化钾、2.6重量份的氯化铈(购自淄博市稀土材料厂，下同)和8.5重量份的氯化镁溶于100重量份的水中，得到浸渍溶液，并将(1)中制得的微球状颗粒浸渍于该浸渍溶液中(微球与浸渍液的体积比为1∶1)，浸渍1小时之后，将经过浸渍的微球在120℃下干燥2小时，从而得到本发明提供的烯烃氧氯化催化剂，根据荧光分析方法测得，以该催化剂为基准，以金属计，铈含量为1重量％、钾含量为1.5重量％以及镁含量为1重量％。

(3)二氯乙烷的制备

将80g的(2)中制得的催化剂装填在直径为20mm的流化床反应器中，在220℃、0.32MPa下，将乙烯、氯化氢和氧气的摩尔比为1∶2∶0.5的混合气体加到所述流化床反应器中，使该混合气体在反应器内停留30秒，并将反应后得到的产物连续地排出所述反应器。根据前述的计算公式计算出反应进行10小时后的氯化氢的转化率和二氯乙烷的产率，其结果如下表1所示。

对比例1

根据实施例1的方法制备烯烃氧氯化催化剂和二氯乙烷，所不同的是，在制备烯烃氧氯化催化剂的过程中，用平均颗粒直径约为50μm、比表面积约为180m²/g的氧化铝微球代替所述微球状颗粒作为载体，同时在浸渍液中加入18重量份的氯化铜。在采用如此制备的催化剂的制备二氯乙烷的过程中得到的氯化氢的转化率和二氯乙烷的产率如下表1所示。

对比例2

根据实施例1的方法制备烯烃氧氯化催化剂和二氯乙烷，所不同的是，在制备烯烃氧氯化催化剂的过程中，浸渍溶液中不加入氯化镁。在采用如此制备的催化剂的制备二氯乙烷的过程中得到的氯化氢的转化率和二氯乙烷的产率如下表1所示。

实施例2

本实施例用于说明本发明提供的所述烯烃氧氯化催化剂及其制备方法和制备二氯乙烷的方法。

根据实施例1的方法制备催化剂载体、烯烃氧氯化催化剂和二氯乙烷，所不同的是，在制备烯烃氧氯化催化剂的过程中，用相同重量的氯化钙代替氯化镁。在采用如此制备的催化剂的制备二氯乙烷的过程中得到的氯化氢的转化率和二氯乙烷的产率如下表1所示。

实施例3

本实施例用于说明本发明提供的所述烯烃氧氯化催化剂及其制备方法和制备二氯乙烷的方法。

根据实施例1的方法制备催化剂载体、烯烃氧氯化催化剂和二氯乙烷，所不同的是，在制备烯烃氧氯化催化剂的过程中，用相同重量的氯化镧(购自上海帝阳化工有限公司，下同)代替氯化铈。在采用如此制备的催化剂的制备二氯乙烷的过程中得到的氯化氢的转化率和二氯乙烷的产率如下表1所示。

实施例4

本实施例用于说明本发明提供的所述烯烃氧氯化催化剂及其制备方法和制备二氯乙烷的方法。

根据实施例1的方法制备催化剂载体、烯烃氧氯化催化剂和二氯乙烷，所不同的是，在制备烯烃氧氯化催化剂的过程中，用相同重量的氯化镧、氯化铈和氯化钕(购自上海源叶生物科技有限公司，下同)的混合物(氯化镧、氯化铈和氯化钕的重量比为1∶1∶1)代替氯化铈。在采用如此制备的催化剂的制备二氯乙烷的过程中得到的氯化氢的转化率和二氯乙烷的产率如下表1所示。

实施例5

本实施例用于说明本发明提供的所述烯烃氧氯化催化剂及其制备方法和制备二氯乙烷的方法。

根据实施例1的方法制备催化剂载体、烯烃氧氯化催化剂和二氯乙烷，所不同的是，在制备烯烃氧氯化催化剂的过程中，用相同重量的氯化锂代替氯化钾。在采用如此制备的催化剂的制备二氯乙烷的过程中得到的氯化氢的转化率和二氯乙烷的产率如下表1所示。

实施例6

本实施例用于说明本发明提供的所述烯烃氧氯化催化剂及其制备方法和制备二氯乙烷的方法。

(1)催化剂载体的制备

在120℃下，将75g的氢氧化铝粉末加入到150ml的浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，从而制得偏铝酸钠溶液。将该偏铝酸钠溶液与25ml的浓度为0.4g/ml的氯化铜溶液混合，用浓度为0.8mol/L的氢氧化钠调节pH值至8，并在室温下进行共沉淀，然后将沉淀后的混合物老化24小时，并进行过滤、洗涤，从而得到共沉淀物。然后，将该共沉淀物与10ml的浓度为0.1mol/L的硝酸溶液混合，以使该共沉淀物胶溶，之后进行喷雾干燥和在650℃下进行焙烧，得到微球状颗粒，其平均颗粒直径约为30μm，比表面积约为300m²/g，氯化铜的含量约为15重量％。

(2)烯烃氧氯化催化剂的制备

将6重量份的碳酸钾、0.5重量份的氯化铈和2.8重量份的氯化镁溶于100重量份的水中，得到浸渍溶液，并将(1)中制得的微球状颗粒浸渍于该浸渍溶液中(微球与浸渍液的体积比为1∶1)，浸渍1小时之后，将经过浸渍的微球在130℃下干燥2小时，从而得到本发明提供的烯烃氧氯化催化剂，根据荧光分析方法测得，以该催化剂为基准，以金属计，铈含量为0.2重量％、钾含量为3重量％以及镁含量为0.3重量％。

(3)二氯乙烷的制备

将80g的(2)中制得的催化剂装填在直径为20mm的流化床反应器中，在220℃、0.32MPa下，将乙烯、氯化氢和氧气的摩尔比为1∶2∶0.5的混合气体以300ml/分钟的流量加到所述流化床反应器中，使该混合气体在反应器内停留40秒，并将反应后得到的产物连续地排出所述反应器。根据前述的计算公式计算出反应进行10小时后的氯化氢的转化率和二氯乙烷的产率，其结果如下表1所示。

实施例7

本实施例用于说明本发明提供的所述烯烃氧氯化催化剂及其制备方法和制备二氯乙烷的方法。

(1)催化剂载体的制备

在130℃下，将85g的氢氧化铝粉末加入到150ml的浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，从而制得偏铝酸钠溶液。将该偏铝酸钠溶液与18ml的浓度为0.4g/ml的氯化铜溶液混合，用浓度为0.8mol/L的氢氧化钠调节pH值至8，并在室温下进行共沉淀，然后将沉淀后的混合物老化24小时，并进行过滤、洗涤，从而得到共沉淀物。然后，将该共沉淀物与10ml的浓度为0.1mol/L的硝酸溶液混合，以使该共沉淀物胶溶，之后进行喷雾干燥和在700℃下进行焙烧，得到微球状颗粒，其平均颗粒直径约为100μm，比表面积约为100m²/g，氯化铜的含量约为10重量％。

(2)烯烃氧氯化催化剂的制备

将2重量份的碳酸钾、5重量份的氯化铈和18重量份的氯化镁溶于100重量份的水中，得到浸渍溶液，并将(1)中制得的微球状颗粒浸渍于该浸渍溶液中(微球与浸渍液的体积比为1∶1)，浸渍1小时之后，将经过浸渍的微球在150℃下干燥2小时，从而得到本发明提供的烯烃氧氯化催化剂，根据荧光分析方法测得，以该催化剂为基准，以金属计，铈含量为2重量％、钾含量为1重量％以及镁含量为2重量％。

(3)二氯乙烷的制备

将80g的(2)中制得的催化剂装填在直径为20mm的流化床反应器中，在220℃、0.32MPa下，将乙烯、氯化氢和氧气的摩尔比为1∶2∶0.5的混合气体以300ml/分钟的流量加到所述流化床反应器中，使该混合气体在反应器内停留20秒，并将反应后得到的产物连续地排出所述反应器。根据前述的计算公式计算出反应进行10小时后的氯化氢的转化率和二氯乙烷的产率，其结果如下表1所示。

表1

如上述表1所示，通过将实施例1与对比例1和2的结果进行比较可以看出，采用根据本发明的所述烯烃氧化铝催化剂制备二氯乙烷可以获得较高的氯化氢转化率和二氯乙烷产率。

Claims (21)

1.一种烯烃氧氯化催化剂，其特征在于，该催化剂含有催化剂载体和负载在该催化剂载体上的碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分，其中，所述催化剂载体含有铜组分和氧化铝。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以所述催化剂的总重量为基准，所述催化剂载体的含量为85-99.8重量％，所述碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量为0.2-15重量％，且以金属元素计，碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量为0.1-10重量％。

3.根据权利要求2所述的催化剂，其中，以所述催化剂的总重量为基准，所述催化剂载体的含量为90-97重量％，所述碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量为3-10重量％，且以金属元素计，碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量为2-5重量％。

4.根据权利要求2或3所述的催化剂，其中，以所述催化剂的总重量为基准，以金属元素计，碱金属组分的含量为0.1-3重量％，碱土金属组分的含量为0.1-3重量％，稀土金属组分的含量为0.1-3重量％。

5.根据权利要求4所述的催化剂，其中，以所述催化剂的总重量为基准，以金属元素计，碱金属组分的含量为0.5-2重量％，碱土金属组分的含量为0.5-2重量％，稀土金属组分的含量为0.5-2重量％。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂，其中，所述碱金属组分为钾组分，所述碱土金属组分为镁组分，所述稀土金属组分为镧组分、铈组分、钕组分、镨组分和钇组分中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的催化剂，其中，所述碱金属组分为氯化钾和/或碳酸钾，所述碱土金属组分为氯化镁，所述稀土金属组分为氯化铈。

8.根据权利要求1所述的催化剂，其中，在所述催化剂载体中，铜组分和氧化铝的重量比为1∶1-10。

9.根据权利要求1所述的催化剂，其中，催化剂载体为颗粒状，该颗粒的平均颗粒直径为10-500μm，比表面积为20-1000m²/g。

10.根据权利要求9所述的催化剂，其中，所述颗粒的平均颗粒直径为30-100μm，比表面积为100-300m²/g。

11.一种烯烃氧氯化催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括用一种浸渍液浸渍催化剂载体并干燥，所述浸渍液为含有碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的溶液，所述催化剂载体含有铜组分和氧化铝。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，各组分的用量使得以得到的催化剂的总重量为基准，所述催化剂载体的含量为85-99.8重量％，所述碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量为0.2-15重量％，且以金属元素计，碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量为0.1-10重量％。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，各组分的用量使得以得到的催化剂的总重量为基准，所述催化剂载体的含量为85-99.8重量％，所述碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量为0.2-15重量％，且以金属元素计，碱金属组分、碱土金属组分和稀土金属组分的总含量为2-5重量％。

14.根据权利要求11或12所述的方法，其中，各组分的用量使得以得到的催化剂的总重量为基准，以金属元素计，碱金属组分的含量为0.1-3重量％，碱土金属组分的含量为0.1-3重量％，稀土金属组分的含量为0.1-3重量％。

15.根据权利要求11-13中任意一项所述的方法，其中，碱金属组分为碱金属盐，碱土金属为水溶性碱土金属盐，稀土金属组分为水溶性稀土金属盐。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述碱金属盐为钾盐，所述碱土金属组分的水溶性盐为水溶性镁盐，所述水溶性稀土金属盐为水溶性镧盐、水溶性铈盐、水溶性钕盐、水溶性镨盐和水溶性钇盐中的一种或多种。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述碱金属组分为氯化钾和/或碳酸钾，所述碱土金属组分为氯化镁，所述稀土金属组分为氯化铈。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述催化剂载体中，铜组分和氧化铝的重量比为1∶1-10。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述催化剂载体为颗粒状，所述颗粒的平均颗粒直径为10-500μm，比表面积为20-1000m²/g。

20.一种二氯乙烷的制备方法，该方法包括：在氧氯化反应条件下，使乙烯、氯化氢和氧气在氧氯化催化剂的存在下进行反应，其特征在于，所述氧氯化催化剂为权利要求1-10中任意一项所述的催化剂。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述氧氯化反应条件包括：温度为190-250℃，压力为0.15-0.7MPa，时间为10-50秒，乙烯、氯化氢与氧气的摩尔比为1∶1.8-2∶0.5-0.6。