CN102600899A - 一种用于醋酸乙烯合成的催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以乙炔和醋酸为主要原料，固定床气相合成醋酸乙烯用的催化剂及其制备方法。主要解决以往技术中催化剂存在的如机械强度较差，生产能力不高，催化剂使用寿命短的问题。它以覆炭氧化铝复合材料为载体，以醋酸锌为活性组分，时空收率可达2.90t/m3·d，醋酸乙烯选择性达到99.0％，稳定性较好，可用于工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于醋酸乙烯合成的催化剂及其制备方法，特别是一种以乙炔和醋酸为主要原料，固定床气相合成醋酸乙烯用的催化剂及其制备方法。
背景技术
醋酸乙烯是世界上产量最大的50种化工原料之一，广泛应用于生产聚醋酸乙烯、醋酸乙烯-乙烯共聚物、聚乙烯醇、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚丙烯腈变性体以及缩醛树脂等衍生物，这些产品被广泛应用于化工、化纤、纺织、机械、建筑、汽车、轻工、农业等各个领域。自1922年研究成功乙炔法气相合成醋酸乙烯以来，使用的催化剂一直是醋酸锌/活性炭，但该催化剂存在如机械强度较差，活性下降快，生产能力不高，催化剂使用寿命短等缺点。为提高催化剂的活性和寿命，同时又能利用活性炭的大比表面积、电子传导性、表面弱酸性、催化剂中弱的金属-载体相互作用等优点，把炭沉积在一些机械强度较大的载体(如硅胶、氧化铝等)上，制成复合载体，这样既能增加机械强度，又能保持活性炭的优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种活性和稳定性都比较好，反应后再生处理过程比较简单的用于醋酸乙烯合成的催化剂及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种用于醋酸乙烯合成的催化剂，它以覆炭氧化铝复合材料为载体，醋酸锌为活性组分。乙炔气相法合成醋酸乙烯反应催化剂的制备方法为：
①、以一定浓度的蔗糖水溶液等体积浸渍预处理过的A12O3，烘干，在N2氛围保护下于600℃焙烧0.5h即得到覆炭氧化铝(CCA)载体，CCA载体上炭含量占CCA总质量的2％～40％为宜。
②、在配制槽中加入一定量的一级脱盐水、醋酸锌、醋酸，温度控制在20℃～90℃，循环搅拌，配置成5％～35％的醋酸锌溶液。
③、向醋酸锌溶液中加入CCA载体，浸渍时间为为0.5h～4h。
④、浸渍完毕后，快速抽滤，烘干，然后进行干燥贮存，所得催化剂再装入反应器后可进行使用。
本发明的优点在于：制备方法工艺简单、容易操作，用本发明的催化剂催化醋酸乙烯的合成可以显著地提高催化剂机械强度，从而提高催化剂的寿命，时空收率可达2.90t/m3·d，并且反应产物选择性好，副产物少，催化反应活性高，醋酸乙烯选择性达到99.0％，稳定性较好，并且反应后再生处理简单。
附图说明
图1是本发明催化剂的制备流程示意图。
图2是本发明催化剂评价流程示意图。
具体实施方式
实施例1：本实施方式中乙炔法合成醋酸乙烯的催化剂包括CCA载体和醋酸锌活性组分，醋酸锌的含量占催化剂重量的5％～40％；CCA载体为Al2O3和炭的复合载体。用乙炔法合成醋催化剂的制备方法为：a、以一定浓度的蔗糖水溶液等体积浸渍预处理过的Al2O3，烘干，在N2氛围保护下于600℃焙烧0.5h即得到覆炭氧化铝(CCA)载体，CCA上炭含量CCA总质量的2％～40％为宜；b、在配制槽中加入一定量的一级脱盐水、醋酸锌、醋酸，温度控制在20℃～90℃，循环搅拌，配置成5％～35％的醋酸锌溶液；c、向醋酸锌溶液中加入CCA载体，浸渍时间为为0.5h～4h；d、浸渍完毕后，快速抽滤，烘干，然后进行干燥贮存，所得催化剂即为乙炔法合成醋酸乙烯的催化剂。
利用内径为10mm的不锈钢固定床反应器对本发明催化剂进行性能评价，反应条件：原料气乙炔(纯度99％以上)(2)及氮气(3)通过过滤器(7)除去硫、磷、砷等杂质，冰醋酸(1)通过离心泵打入预热炉(9)与乙炔混合。
气体经过净化后，先后通过单向止回阀(5)、过滤器(7)和流量计(8)后进入预热炉(9)，冰醋酸经由离心泵(4)及止回阀(6)进入预热炉与乙炔混合，混合气体在预热炉内加热至适当温度后进入反应器(10)反应，其中C2H2/HAc＝3.0～7.0(摩尔比)，反应结束后，产物经过闸阀(13)进入一根细长的冷凝管(14)冷却，液态产物定时取样称重后由岛津GC2010色谱仪进行分析，FID检测器，PEG/20000填充柱，气态产物则通过导管导至室外放空。反应器采用北京市朝阳自动化仪表厂生产的CKW-1100温控仪控温，预热炉(9)、加热炉(11)和反应器(10)内的温度由热电偶(12)检测，催化剂(15)装填量为10～15mL。
反应温度为160℃～230℃。
实验装置流程图见图2。
Claims (4)
1.一种乙炔法合成醋酸乙烯酯的催化剂，以覆炭氧化铝复合材料为载体，醋酸锌为活性组分，其中以催化剂的重量计，醋酸锌的含量为5％～45％。
2.根据权利要求1所述的乙炔法合成醋酸乙烯酯的催化剂，其特征在于其载体为覆炭氧化铝复合材料。
3.根据权利要求1所述的乙炔法合成醋酸乙烯酯的催化剂，其特征在于其活性组分是醋酸锌。
4.一种乙炔法合成醋酸乙烯酯的催化剂的制备方法，其特征在于：①、以一定浓度的蔗糖水溶液等体积浸渍预处理过的Al2O3，烘干，在N2氛围保护下于600℃焙烧0.5h即得到覆炭氧化铝(CCA)载体，CCA载体上炭含量占CCA总质量的2％～40％为宜。
②、在配制槽中加入一定量的一级脱盐水、醋酸锌、醋酸，温度控制在20℃～90℃，循环搅拌，配置成5％～35％的醋酸锌溶液。
③、向醋酸锌溶液中加入CCA载体，浸渍时间为为0.5h～4h。
④、浸渍完毕后，快速抽滤，烘干，然后进行干燥贮存，所得催化剂再装入反应器后可进行使用。
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