CN106492851B - 一种环保低汞触媒及其制备方法和应用 - Google Patents

一种环保低汞触媒及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保低汞触媒及其制备方法和应用，该环保低汞触媒由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4‑4.5％、氯化锆0.5‑1.3％、氯化银4.5‑5.5％，余量为蒙脱石。将蒙脱石粉碎、加入双氧水溶液加热搅拌处理制得预处理液；将氯化汞、氯化锆、氯化银混合研磨，再置入预处理液中，经加热搅拌处理、超声处理、搅拌蒸干、烧制即得环保低汞触媒。本发明制得的低汞触媒用于催化合成聚氯乙烯，催化效果好，性质稳定。本发明使氯化汞的含量由传统的10‑12％降低至4‑4.5％汞含量达到国家低汞触媒的要求，催化效果等同于传统高汞触媒。本发明采用的成分简单，制备过程简单、易操作，成本低，适于大规模生产。

Description

一种环保低汞触媒及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯合成技术领域，具体是一种环保低汞触媒及其制备方法和应用。
背景技术
汞污染是一个严重的全球环境问题。国际禁汞的呼声越来越高涨。我国年用汞量占全球的30％～40％，其中电石法聚氯乙烯用汞量占全国用汞量的60％。受资源结构制约，我国聚氯乙烯生产行业以电石为主的状况无法改变。电石法聚氯乙烯生产工艺为：C2H2+HCl＝C2H3Cl。生产过程采用氯化汞触媒作为催化剂。传统工艺采用活性炭为载体浸泡制备氯化汞含量为10-12％的触媒。氯化汞具有高毒性和易挥发性，容易危害生产人员健康并污染环境。同时，随着汞资源的逐渐枯竭，氯化汞的价格成本也逐年上升。我国政府对汞污染防治非常重视：环境保护部、工业和信息化部等8部门联合发布文，提出电石法聚氯乙烯生产企业要全部使用低汞触媒，明确重金属污染防治目标。因此寻求更优化的催化剂制备工艺，提升氯化汞的利用效能成为现如今对氯化汞触媒的研究方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种催化效果好、性质稳定、制备过程简单、易操作、成本低的环保低汞触媒及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种环保低汞触媒，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4-4.5％、氯化锆0.5-1.3％、氯化银4.5-5.5％，余量为蒙脱石。
作为本发明进一步的方案：所述环保低汞触媒，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4.1-4.3％、氯化锆0.7-1.1％、氯化银4.8-5.2％，余量为蒙脱石。
作为本发明进一步的方案：所述环保低汞触媒，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4.2％、氯化锆0.9％、氯化银5.0％，余量为蒙脱石。
本发明另一目的的提供一种环保低汞触媒的制备方法，由以下步骤组成：
1)将蒙脱石粉碎、过150目筛，加入其质量8倍的双氧水溶液，升温至60℃并在该温度下搅拌处理30-35min，其中双氧水溶液中双氧水的质量含量为30-35％，制得预处理液；
2)将氯化汞、氯化锆、氯化银混合研磨2h，再置入预处理液中，升温至70℃，并在该温度下搅拌处理20min，然后在55℃的温度下超声处理1h，超声功率为600W，然后将混合物料在80℃的温度下搅拌蒸干，再在200℃的温度下烧制1.5h即得环保低汞触媒。
本发明又一目的的提供所述环保低汞触媒在合成聚氯乙烯中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中蒙脱石在双氧水的作用下，提高蒙脱石的比表面积，氯化汞、氯化锆、氯化银在加热搅拌以及超声处理后使其均匀地填充至蒙脱石的层间结构上，烧制后使氯化汞、氯化锆、氯化银与蒙脱石之间的连接更稳定，制得低汞触媒。用于催化合成聚氯乙烯，催化效果好，性质稳定。本发明使氯化汞的含量由传统的10-12％降低至4-4.5％汞含量达到国家低汞触媒的要求，催化效果等同于传统高汞触媒。本发明采用的成分简单，制备过程简单、易操作，成本低，适于大规模生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种环保低汞触媒，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4％、氯化锆0.5％、氯化银4.5％，余量为蒙脱石。
将蒙脱石粉碎、过150目筛，加入其质量8倍的双氧水溶液，升温至60℃并在该温度下搅拌处理30min，其中双氧水溶液中双氧水的质量含量为30％，制得预处理液。将氯化汞、氯化锆、氯化银混合研磨2h，再置入预处理液中，升温至70℃，并在该温度下搅拌处理20min，然后在55℃的温度下超声处理1h，超声功率为600W，然后将混合物料在80℃的温度下搅拌蒸干，再在200℃的温度下烧制1.5h即得环保低汞触媒。
实施例2
本发明实施例中，一种环保低汞触媒，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4.5％、氯化锆1.3％、氯化银5.5％，余量为蒙脱石。
将蒙脱石粉碎、过150目筛，加入其质量8倍的双氧水溶液，升温至60℃并在该温度下搅拌处理35min，其中双氧水溶液中双氧水的质量含量为35％，制得预处理液。将氯化汞、氯化锆、氯化银混合研磨2h，再置入预处理液中，升温至70℃，并在该温度下搅拌处理20min，然后在55℃的温度下超声处理1h，超声功率为600W，然后将混合物料在80℃的温度下搅拌蒸干，再在200℃的温度下烧制1.5h即得环保低汞触媒。
实施例3
本发明实施例中，一种环保低汞触媒，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4.1％、氯化锆0.7％、氯化银4.8％，余量为蒙脱石。
将蒙脱石粉碎、过150目筛，加入其质量8倍的双氧水溶液，升温至60℃并在该温度下搅拌处理32min，其中双氧水溶液中双氧水的质量含量为32％，制得预处理液。将氯化汞、氯化锆、氯化银混合研磨2h，再置入预处理液中，升温至70℃，并在该温度下搅拌处理20min，然后在55℃的温度下超声处理1h，超声功率为600W，然后将混合物料在80℃的温度下搅拌蒸干，再在200℃的温度下烧制1.5h即得环保低汞触媒。
实施例4
本发明实施例中，一种环保低汞触媒，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4.3％、氯化锆1.1％、氯化银5.2％，余量为蒙脱石。
将蒙脱石粉碎、过150目筛，加入其质量8倍的双氧水溶液，升温至60℃并在该温度下搅拌处理32min，其中双氧水溶液中双氧水的质量含量为32％，制得预处理液。将氯化汞、氯化锆、氯化银混合研磨2h，再置入预处理液中，升温至70℃，并在该温度下搅拌处理20min，然后在55℃的温度下超声处理1h，超声功率为600W，然后将混合物料在80℃的温度下搅拌蒸干，再在200℃的温度下烧制1.5h即得环保低汞触媒。
实施例5
本发明实施例中，一种环保低汞触媒，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4.2％、氯化锆0.9％、氯化银5.0％，余量为蒙脱石。
将蒙脱石粉碎、过150目筛，加入其质量8倍的双氧水溶液，升温至60℃并在该温度下搅拌处理32min，其中双氧水溶液中双氧水的质量含量为32％，制得预处理液。将氯化汞、氯化锆、氯化银混合研磨2h，再置入预处理液中，升温至70℃，并在该温度下搅拌处理20min，然后在55℃的温度下超声处理1h，超声功率为600W，然后将混合物料在80℃的温度下搅拌蒸干，再在200℃的温度下烧制1.5h即得环保低汞触媒。
对比例1
除不含有氯化银外，其它成分添加量及制备过程与实施例5一致。
对比例2
除不含有蒙脱石外，其它成分添加量及制备过程与实施例5一致。
对比例3
除不含有氯化银、蒙脱石外，其它成分添加量及制备过程与实施例5一致。
将上述实施例1-5得到的环保低汞触媒用于氯乙烯催化转化实验，转化率达97-99.96％之间，其中实施例1的转化率为97％，实施例2的转化率为97.5％，实施例3的转化率为98.8％，实施例4的转化率为99％，实施例5的转化率为99.96％，阀门开度在60％-90％之间。后台催化时间为3670-4000小时，前台为3000-3500小时，前后台合计总催化时间为6670-7500小时。失效后的废触媒氯化汞含量为0.05-0.5％，其汞的消耗量同比高汞触媒下降65％-75％。
将对比例1得到的低汞触媒用于氯乙烯催化转化实验，转化率达65％，失效后的废触媒氯化汞含量为1.3％。
将对比例2得到的低汞触媒用于氯乙烯催化转化实验，转化率达52％，失效后的废触媒氯化汞含量为1.9％。
将对比例1得到的低汞触媒用于氯乙烯催化转化实验，转化率达44％，失效后的废触媒氯化汞含量为2.0％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种环保低汞触媒，其特征在于，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4-4.5％、氯化锆0.5-1.3％、氯化银4.5-5.5％，余量为蒙脱石；
其制备方法，由以下步骤组成：
1)将蒙脱石粉碎、过150目筛，加入其质量8倍的双氧水溶液，升温至60℃并在该温度下搅拌处理30-35min，其中双氧水溶液中双氧水的质量含量为30-35％，制得预处理液；
2)将氯化汞、氯化锆、氯化银混合研磨2h，再置入预处理液中，升温至70℃，并在该温度下搅拌处理20min，然后在55℃的温度下超声处理1h，超声功率为600W，然后将混合物料在80℃的温度下搅拌蒸干，再在200℃的温度下烧制1.5h即得环保低汞触媒。
2.根据权利要求1所述的环保低汞触媒，其特征在于，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4.1-4.3％、氯化锆0.7-1.1％、氯化银4.8-5.2％，余量为蒙脱石。
3.根据权利要求1所述的环保低汞触媒，其特征在于，由以下按照质量百分比的成分组成：氯化汞4.2％、氯化锆0.9％、氯化银5.0％，余量为蒙脱石。
4.如权利要求1-3任一所述的环保低汞触媒在合成聚氯乙烯中的应用。
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