CN112121840A - 一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭及其制备方法 - Google Patents
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112121840A CN112121840A CN202011058997.8A CN202011058997A CN112121840A CN 112121840 A CN112121840 A CN 112121840A CN 202011058997 A CN202011058997 A CN 202011058997A CN 112121840 A CN112121840 A CN 112121840A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- activated carbon
- catalyst
- preparing
- chloroethylene
- calcium carbide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 505
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 195
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical group ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 title claims abstract description 64
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 41
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 100
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 96
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 claims description 36
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 36
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 36
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 23
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- WTDHULULXKLSOZ-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine hydrochloride Chemical compound Cl.ON WTDHULULXKLSOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N hexamethylphosphoric triamide Chemical compound CN(C)P(=O)(N(C)C)N(C)C GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZWXPDGCFMMFNRW-UHFFFAOYSA-N N-methylcaprolactam Chemical compound CN1CCCCCC1=O ZWXPDGCFMMFNRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 6
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 87
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 44
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 42
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 abstract description 42
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 20
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 5
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- -1 mechanical force Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004939 coking Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002574 poison Substances 0.000 abstract description 3
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 14
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 11
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 11
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 4
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 208000012839 conversion disease Diseases 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000007038 hydrochlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTUXCLKRSRDYPV-UHFFFAOYSA-N acetylene hydrochloride Chemical compound Cl.C#C OTUXCLKRSRDYPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000012785 packaging film Substances 0.000 description 1
- 229920006280 packaging film Polymers 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/18—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/617—500-1000 m2/g
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/354—After-treatment
- C01B32/378—Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/07—Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of hydrogen halides
- C07C17/08—Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of hydrogen halides to unsaturated hydrocarbons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明提供一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭及其制备方法,所述活性炭为含氮活性炭,其含氮量在0.1‑10%之间。所述活性炭的制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。本发明制备的活性炭,吸附能力强,杂质含量低,该活性炭用于制备电石法氯乙烯催化剂时,有效增强催化剂对乙炔、氯化氢等非极性分子的吸附能力,对催化剂的稳定性、催化效能无不利影响,催化剂稳定性好,对反应过程中温度、毒物、机械力、化学侵蚀、结焦积污等抵抗能力强;其乙炔初始转化率大于99.0%,氯乙烯选择性大于99.5%。
Description
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯催化剂载体领域,尤其是涉及一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯,英文简称PVC(Polyvinyl chloride),是氯乙烯单体(vinyl chloridemonomer, 简称VCM)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。PVC是世界上产量最大的通用塑料之一,其应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
目前,我国的聚氯乙烯生产工艺主要有电石法和乙烯法两种,其中我国中西部地区由于区位因素影响,以电石法生产工艺为主。由此电石法工艺制氯乙烯的催化剂研究也变得尤为重要。由催化性能、生产成本、环境危害等的多方面权衡,现有的电石法氯乙烯催化剂主要为非贵金属催化剂。所述非贵金属催化剂所采用的载体通常有:普通活性炭、酸洗活性炭、活性炭纤维、椰壳质炭、煤质炭、果壳质炭、硅胶等。
申请号为CN201210575484.3的中国发明专利公开了一种以酸洗后的活性炭或氮化活性炭为载体,通过将催化成分和助催化成分配置成浸渍液,浸渍载体并烘干制得的催化剂。所述催化剂用于电石法制氯乙烯,其乙炔转化率为17-76%。
申请号为CN201910940485.5的中国发明专利公开了一种采用活性炭或活性炭纤维分散于溶剂后,与硅羟基(Si-OH)离子液体混合后,烘干制得的催化剂,所述催化剂用于电石法制氯乙烯,其乙炔转化率为59-96%。
申请人发现,目前对非贵金属催化剂的活性炭载体的研究中,往往是采用普通活性炭、酸洗活性炭或含氮活性炭直接与活性成分进行混合,从而达到负载的目的,制得成品催化剂。而往往忽略了活性炭载体自身性能对催化剂性能所造成的影响。同时,申请人还发现,作为载体的活性炭对非极性分子的吸附能力是影响催化剂性能的重要因素。前述两篇专利所述的催化剂,其乙炔转化率偏低,且反应效果并不稳定;经申请人研究分析,是两者所采用的活性炭载体对非极性分子的吸附能力偏弱,以及活性炭中杂质引发副反应所导致的。
同时,目前的制备电石法氯乙烯用催化剂,在低温(100℃左右)反应条件下,催化剂活性不佳,反应速率不理想,乙炔转化率和氯乙烯选择性也难以提升至理想水平。为追求较好的催化剂活性、较高的反应速率、较理想的乙炔转化率和氯乙烯选择性,现有技术往往是通过提高反应温度来实现。申请人发现,提高反应温度后,副反应增多、催化剂活性炭孔道堵塞的现象频发;并且较高的反应温度条件下,催化剂有效成分的流失严重。本领域技术人员一直无法平衡反应温度与催化效能之间的矛盾关系,只能以牺牲催化剂的方式,保证反应顺利进行。由此提供一种性能优秀的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭载体就显得尤为重要。
申请号为CN201610882150.9的中国发明专利公开了一种以铜盐、铵盐和磷酸或铜盐、铵盐和磷酸盐为活性组分,通过浸渍到活性炭载体后,烘干制得的催化剂。采用该专利的催化剂对乙炔氯氢化反应进行催化,在反应温度130℃,乙炔空速60h-1条件下,所述氯氢化反应的初始转化率为90.25-97.25%,氯乙烯选择性为98.6-99.4%;并且催化剂1000h后乙炔转化率为85.2-89.32%,均小于90%。申请人试验发现,采用该催化剂进行催化时,反应初期,其乙炔转化率和氯乙烯选择性与其所述的技术效果参数一致;但是反应进行一段时间之后,出现反应副产物增加、催化剂活性降低、反应转化率降低,以及催化剂活性炭孔道堵塞的现象,无法始终保持理想且稳定的反应效果。进一步的,该催化剂采用的混合溶液浸泡活性炭载体制备催化剂的方法,其催化活性成分负载率不高,催化活性成分与活性炭结合不够紧密,存在有流失、失效现象;该催化剂1000h后乙炔转化率下降约7.1-11.9%,其长期稳定性有待进一步提高。进一步的,申请人经试验发现,该催化剂对非极性分子的吸附能力偏弱,成为催化剂反应活性提高的短板。
申请号为CN201811386895.1的中国发明专利公开了一种以普通活性炭为载体,通过将主活性成分和辅助活性成分混合配置成浸渍液,浸渍所述普通活性炭,烘干后制得的催化剂。但是技术方案中所采用的活性炭载体,不但同样存在对非极性分子的吸附能力偏弱的问题;同时还存在活性炭中的杂质会对催化剂的稳定性、催化效能等产生不利影响的问题,其乙炔转化率偏低。
申请人发现,电石法制氯乙烯工艺中,非贵金属催化剂的活性炭载体对非极性分子的吸附能力弱,严重制约催化剂在低温反应条件下的催化活性。同时,申请人还发现,现有的非贵金属催化剂所采用的载体中存在的杂质,会对催化剂的稳定性、催化效能等产生不利影响。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题,本发明提供一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭及其制备方法,以实现以下发明目的:
(1)克服现有的非贵金属催化剂载体对非极性分子吸附能力偏弱,对催化剂在低温反应条件下的催化活性形成制约,成为催化剂反应活性提高的短板的问题;
(2)减弱或消除非贵金属催化剂载体中杂质对催化剂稳定性、催化效能产生的不利影响;
(3)降低催化剂生产成本,降低催化剂催化条件,降低环境危害,能够适用于大规模工业生产。
为解决以上技术问题,本发明采取的技术方案如下:
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭,所述活性炭含氮量在0.1-10%之间。
优选的,所述活性炭的四氯化碳吸附率>35%;堆积密度为0.5-0.9t/m³;灼烧残渣≤5%;机械强度≥95%。
所述制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
所述活性炭的选取,所述活性炭为中孔活性炭,比表面积为800-1000㎡/g,四氯化碳吸附率>45%,灰分值为10-13%,中孔孔径为18-30 Å,中孔率为30-50%。
所述中孔活性炭,中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
所述酸洗,采用1 mol/L的稀酸对所述中孔活性炭进行酸洗,酸洗后采用去离子水对所述中孔活性炭进行洗涤,洗涤后所述中孔活性炭显酸性,其PH范围1-5。
所述酸洗,酸洗温度为25-70℃,酸洗时间为1-6h。
所述稀酸,为以下至少之一:盐酸、磷酸或盐酸羟胺。优选的,所述稀酸为磷酸。
所述中孔活性炭:稀酸的重量份比值为1:(1.4-20)。
所述酸洗,能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使所述中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
所述浸渍,将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,制得本发明所述的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
所述浸渍,控制浸渍后的所述中孔活性炭含氮量在0.1-10%之间。优选的,含氮量在0.1-3%之间。
所述浸渍,浸渍温度为60-90℃,浸渍搅拌速率1-5RPM。
所述中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:(1.2-10)。
所述浸渍液,包括活性成分和去离子水。
所述活性成分:去离子水的重量份比值为1:(4.5-9.5)。
所述活性成分为以下至少之一:吡啶、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-甲基己内酰胺、六甲基磷酸三胺(HMPA)。
所述吡啶,纯度>99.5%。
所述丙酮,纯度>99%。
所述N,N-二甲基甲酰胺(DMF),纯度>99.5%。
所述N,N-二甲基乙酰胺,纯度>99.5%。
所述N-甲基吡咯烷酮(NMP),纯度>99.5%。
所述N-甲基己内酰胺,纯度>99.5%。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭,有效增强催化剂对乙炔、氯化氢等非极性分子的吸附能力,所述活性炭的四氯化碳吸附率大于35%。
(2)本发明的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭,灼烧残渣≤5%,杂质含量低,对催化剂的稳定性、催化效能无不利影响;
相比于申请号为201610882150.9的催化剂,其未发现活性炭载体中的杂质会影响催化剂的活性及稳定性,并且其杂质也成为制约其寿命的重要因素之一。
(3)本发明的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭,含水率为0.1%-15%,堆积密度为0.5-0.9t/m³,机械强度≥95%;
相比于申请号为201610882150.9的催化剂,其未公开选取或制备上述性能参数的活性炭载体,也未公开其所能够取得的技术效果;本发明制备的活性炭通过上述各特定的性能参数特征协同作用,能够使采用该活性炭制得的催化剂具备优秀的催化性能及稳定性。
(4)本发明的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭,对非极性分子吸附能力强,能够使催化剂具备好的低温反应活性;
所述催化剂非极性分子吸附能力的增强,不仅表现在本发明催化剂在反应温度为100℃条件下即能够取得最佳催化性能;
还表现在能够使催化剂的催化性能也得到一定程度的提升,相比于现有的非贵金属催化剂,乙炔初始转化率能够提高3-8%;此处应注意的是,所述催化剂在低的反应温度条件下,仍能够令人吃惊的提升乙炔初始转化率及其催化性能。
(5)本发明的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭,杂质含量低,能够有效提升其催化剂的稳定性,对反应过程中温度、毒物、机械力、化学侵蚀、结焦积污等抵抗能力强,催化活性持久;经试验,采用所述活性炭制得的催化剂总体使用寿命超过8000h;
并且,所述催化剂在使用1600小时后,在所述低温条件下,表征其催化剂活性的乙炔转化率仍大于99.0%,其氯乙烯选择性仍大于99.5%。可以看出,所述催化剂在使用1600小时后,其催化性能与新催化剂的催化性能基本一致;
相比于申请号为201610882150.9的催化剂,该催化剂催化仅1000h后,表征其催化剂活性的乙炔转化率已降低至90%以下,性能衰减高,催化剂活性降低较快;同时,其寿命不能满足大规模工业化生产需求。
(6)本发明的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,工艺简洁,成本低廉,对环境危害小。
(7)本发明的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,简单高效,能够适用于大规模工业生产。
(8)采用本发明的活性炭制备的电石法氯乙烯用催化剂,低温催化活性和选择性好,在反应温度仅为100℃,乙炔空速为30-40h-1条件下,其乙炔初始转化率大于99.0%,氯乙烯选择性大于99.5%;
可以看出,采用本发明的活性炭制备的电石法氯乙烯用催化剂在低的反应温度条件下,即能够达到极佳的乙炔转化率和氯乙烯选择性,其低温反应活性优异,催化性能突出;同时,反应进行一段时间之后,完全没有副产物增加、催化剂活性降低、反应转化率降低,以及催化剂活性炭孔道堵塞等现象;并且反应温度的降低能够有效减少催化剂活性成分的流失;所述催化剂能够有效将催化活性保持在一个较好的范围内。
进一步的,反应温度的降低,能够降低对工业设备的损耗,各设备的使用寿命、易维护性得到提升。
申请号为201610882150.9的催化剂,反应温度130℃,乙炔空速60h-1条件下,所述氯氢化反应的初始转化率为93.25-96.710%,氯乙烯选择性为99.0-99.4%;相比于上述催化剂,采用本发明的活性炭制备的电石法氯乙烯用催化剂反应温度降低约23.08%,催化剂低温活性突出。
并且经申请人试验,将申请号为201610882150.9的催化剂置于本发明催化反应条件时,反应中后期催化效果不佳。其催化反应进行一段时间之后,出现反应副产物增加、催化剂活性降低、反应转化率降低,以及催化剂活性炭孔道堵塞的现象,无法始终保持理想且稳定的反应效果。
(9)进一步的,不拘于实施例及试验,采用本发明的活性炭制备的电石法氯乙烯用催化剂在反应温度为130℃,乙炔空速为30-40h-1条件下,仍能够取得与其在低温条件(100℃)时完全一致的催化性能,其乙炔初始转化率均能够大于99.0%,氯乙烯选择性均能够大于99.5%。与在低温条件(100℃)下不同的是,在反应温度130℃,乙炔空速为30-40h-1条件下,所述催化剂总体使用寿命会有一定程度的降低,但是催化剂总体使用寿命仍然能够超过8000h。
相比于申请号为201610882150.9的催化剂,同样在反应温度为130℃,乙炔空速为30-40h-1条件下,该催化剂所能够起到的催化效果,以及催化剂能够达到的使用寿命,均逊于同等条件下本发明催化剂的各项性能指标。同时,该催化剂在催化1000h后,催化剂活性明显降低,乙炔转化率降至低于90%,无法长期保持较好的反应效果。
进一步的,采用本发明的活性炭制备的电石法氯乙烯用催化剂,其低温反应活性优异,催化性能突出;副反应、副产物少;有效减少催化剂活性成分的流失,能够取得优异的催化效能与催化剂寿命,这是申请号为201610882150.9的催化剂所无法比拟的。
(10)进一步的,不拘于实施例及试验,采用本发明的活性炭制备的电石法氯乙烯用催化剂,在反应温度为100-130℃条件下,均能够取得极佳的催化性能和稳定性(使用寿命),其乙炔初始转化率均能够大于99.0%,氯乙烯选择性均能够大于99.5%;同时,在反应温度为100-130℃条件下,所述催化剂稳定性优异,催化活性持久,催化剂总体使用寿命均能够超过8000h。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
活性炭的选取步骤,选取的活性炭为中孔活性炭,比表面积为800㎡/g,四氯化碳吸附率为45%,灰分值为10%,中孔孔径为18Å,中孔率为30%。
中孔活性炭的中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
酸洗步骤,采用1 mol/L的稀酸对中孔活性炭进行酸洗,酸洗后采用去离子水对中孔活性炭进行洗涤,洗涤后中孔活性炭显酸性,其PH为3。
酸洗步骤,酸洗温度为30℃,酸洗时间为1h。
酸洗步骤中的稀酸,为磷酸。
其中,中孔活性炭:稀酸的重量份比值为1:1.4。
酸洗步骤能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使所述中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
浸渍步骤是将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,浸渍温度为60℃,浸渍搅拌速率1RPM,制得本实施例所述制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
浸渍后的所述中孔活性炭含氮量为0.1%。
其中,中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:1.2。
浸渍液,包括活性成分和去离子水;活性成分:去离子水的重量份比值为1:4.5。其活性成分为N-甲基吡咯烷酮(NMP),纯度>99.5%。
实施例2
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
活性炭的选取步骤中,选取的活性炭为中孔活性炭,比表面积为900㎡/g,四氯化碳吸附率为50%,灰分值为11%,中孔孔径为25Å,中孔率为40%。
中孔活性炭的中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
酸洗步骤是采用1 mol/L的磷酸对中孔活性炭进行酸洗,酸洗温度为50℃,酸洗时间为3h;酸洗后采用去离子水对中孔活性炭进行洗涤,洗涤后中孔活性炭显酸性,其PH为4。
其中,中孔活性炭:稀酸的重量份比值为1:3。
酸洗步骤能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使所述中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
浸渍步骤是将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,浸渍温度为80℃,浸渍搅拌速率3RPM;制得本实施例的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
本实施例浸渍后的中孔活性炭含氮量为3%。
其中,中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:4。
其浸渍液包括活性成分和去离子水,活性成分:去离子水的重量份比值为1:6.5。 其中活性成分为N-甲基吡咯烷酮(NMP),纯度>99.5%。
实施例3
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
活性炭的选取步骤中,选取的活性炭为中孔活性炭,比表面积为1000㎡/g,四氯化碳吸附率55%,灰分值为13%,中孔孔径为30 Å,中孔率为50%。
中孔活性炭的中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
酸洗步骤是采用1 mol/L的磷酸对中孔活性炭进行酸洗,酸洗温度为70℃,酸洗时间为6h;酸洗后采用去离子水对中孔活性炭进行洗涤,洗涤后中孔活性炭显酸性,其PH为5。
其中,中孔活性炭:稀酸的重量份比值为1:12。
酸洗步骤能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
浸渍步骤是将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,浸渍温度为90℃,浸渍搅拌速率5RPM;制得本实施例制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
本实施例浸渍后的所述中孔活性炭含氮量为9%。
其中,中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:8。
其浸渍液包括活性成分和去离子水,活性成分:去离子水的重量份比值为1:9。其中活性成分为N-甲基吡咯烷酮(NMP),纯度>99.5%。
实施例4
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
活性炭的选取中,活性炭为中孔活性炭,比表面积为900㎡/g,四氯化碳吸附率为50%,灰分值为11%,中孔孔径为25Å,中孔率为40%。
中孔活性炭的中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
酸洗采用1 mol/L的盐酸对中孔活性炭进行酸洗,酸洗后采用去离子水对中孔活性炭进行洗涤,洗涤后中孔活性炭显酸性,其PH为4。
酸洗的酸洗温度为50℃,酸洗时间为3h。
中孔活性炭:盐酸的重量份比值为1:3。
所述酸洗,能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使所述中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
所述浸渍,将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,制得本实施例所述制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
所述浸渍后的所述中孔活性炭含氮量为3%。
所述浸渍,浸渍温度为80℃,浸渍搅拌速率3RPM。
所述中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:4。
所述浸渍液,包括活性成分和去离子水。
所述活性成分:去离子水的重量份比值为1:6.5。
所述活性成分为N-甲基吡咯烷酮(NMP),纯度>99.5%。
实施例5
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
所述活性炭的选取,所述活性炭为中孔活性炭,比表面积为900㎡/g,四氯化碳吸附率为50%,灰分值为11%,中孔孔径为25Å,中孔率为40%。
所述中孔活性炭,中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
所述酸洗,采用1 mol/L的稀酸对所述中孔活性炭进行酸洗,酸洗后采用去离子水对所述中孔活性炭进行洗涤,洗涤后所述中孔活性炭显酸性,其PH为4。
所述酸洗,酸洗温度为50℃,酸洗时间为3h。
所述稀酸,为盐酸羟胺。
所述中孔活性炭:盐酸羟胺的重量份比值为1:3。
所述酸洗,能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使所述中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
所述浸渍,将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,制得本实施例所述制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
所述浸渍后的所述中孔活性炭含氮量为3%。
所述浸渍,浸渍温度为80℃,浸渍搅拌速率3RPM。
所述中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:4。
所述浸渍液,包括活性成分和去离子水。
所述活性成分:去离子水的重量份比值为1:6.5。
所述活性成分为N-甲基吡咯烷酮(NMP),纯度>99.5%。
实施例6
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
所述活性炭的选取,所述活性炭为中孔活性炭,比表面积为900㎡/g,四氯化碳吸附率为50%,灰分值为11%,中孔孔径为25Å,中孔率为40%。
所述中孔活性炭,中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
所述酸洗,采用1 mol/L的稀酸对所述中孔活性炭进行酸洗,酸洗后采用去离子水对所述中孔活性炭进行洗涤,洗涤后所述中孔活性炭显酸性,其PH为4。
所述酸洗,酸洗温度为50℃,酸洗时间为3h。
所述稀酸,为盐酸、磷酸、盐酸羟胺的混合物。
所述盐酸、磷酸、盐酸羟胺的重量份比值为1:3:1。
所述酸洗,能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使所述中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
所述浸渍,将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,制得本实施例所述制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
所述浸渍后的所述中孔活性炭含氮量为3%。
所述浸渍,浸渍温度为80℃,浸渍搅拌速率3RPM。
所述中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:4。
所述浸渍液,包括活性成分和去离子水。
所述活性成分:去离子水的重量份比值为1:6.5。
所述活性成分为N-甲基吡咯烷酮(NMP),纯度>99.5%。
实施例7
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
所述活性炭的选取,所述活性炭为中孔活性炭,比表面积为900㎡/g,四氯化碳吸附率为50%,灰分值为11%,中孔孔径为25Å,中孔率为40%。
所述中孔活性炭,中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
所述酸洗,采用1 mol/L的稀酸对所述中孔活性炭进行酸洗,酸洗后采用去离子水对所述中孔活性炭进行洗涤,洗涤后所述中孔活性炭显酸性,其PH为4。
所述酸洗,酸洗温度为50℃,酸洗时间为3h。
所述稀酸,为磷酸。
所述中孔活性炭:稀酸的重量份比值为1:3。
所述酸洗,能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使所述中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
所述浸渍,将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,制得本实施例所述制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
所述浸渍后的所述中孔活性炭含氮量为3%。
所述浸渍,浸渍温度为80℃,浸渍搅拌速率3RPM。
所述中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:4。
所述浸渍液,包括活性成分和去离子水。
所述活性成分:去离子水的重量份比值为1:6.5。
所述活性成分为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N,N-二甲基乙酰胺。
所述N,N-二甲基甲酰胺:N,N-二甲基乙酰胺的重量份比值为1:1。
所述N,N-二甲基甲酰胺(DMF),纯度>99.5%。
所述N,N-二甲基乙酰胺,纯度>99.5%。
实施例8
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
所述活性炭的选取,所述活性炭为中孔活性炭,比表面积为900㎡/g,四氯化碳吸附率为50%,灰分值为11%,中孔孔径为25Å,中孔率为40%。
所述中孔活性炭,中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
所述酸洗,采用1 mol/L的稀酸对所述中孔活性炭进行酸洗,酸洗后采用去离子水对所述中孔活性炭进行洗涤,洗涤后所述中孔活性炭显酸性,其PH为4。
所述酸洗,酸洗温度为50℃,酸洗时间为3h。
所述稀酸,为磷酸。
所述中孔活性炭:稀酸的重量份比值为1:3。
所述酸洗,能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使所述中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
所述浸渍,将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,制得本实施例所述制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
所述浸渍后的所述中孔活性炭含氮量为3%。
所述浸渍,浸渍温度为80℃,浸渍搅拌速率3RPM。
所述中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:4。
所述浸渍液,包括活性成分和去离子水。
所述活性成分:去离子水的重量份比值为1:6.5。
所述活性成分为N-甲基己内酰胺和六甲基磷酸三胺。
所述N-甲基己内酰胺:六甲基磷酸三胺的重量份比值为1:1。
所述N-甲基己内酰胺,纯度>99.5%。
实施例9
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
所述活性炭的选取,所述活性炭为中孔活性炭,比表面积为900㎡/g,四氯化碳吸附率为50%,灰分值为11%,中孔孔径为25Å,中孔率为40%。
所述中孔活性炭,中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
所述酸洗,采用1 mol/L的稀酸对所述中孔活性炭进行酸洗,酸洗后采用去离子水对所述中孔活性炭进行洗涤,洗涤后所述中孔活性炭显酸性,其PH为4。
所述酸洗,酸洗温度为50℃,酸洗时间为3h。
所述稀酸,为磷酸。
所述中孔活性炭:稀酸的重量份比值为1:3。
所述酸洗,能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使所述中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
所述浸渍,将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,制得本实施例所述制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
所述浸渍后的所述中孔活性炭含氮量为3%。
所述浸渍,浸渍温度为80℃,浸渍搅拌速率3RPM。
所述中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:4。
所述浸渍液,包括活性成分和去离子水。
所述活性成分:去离子水的重量份比值为1:6.5。
所述活性成分为吡啶、丙酮、N-甲基吡咯烷酮(NMP)的混合物。
所述吡啶:丙酮:N-甲基吡咯烷酮的重量份比值为1:1:2。
所述吡啶,纯度>99.5%。
所述丙酮,纯度>99%。
所述N-甲基吡咯烷酮(NMP),纯度>99.5%。
实施例10
一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
所述活性炭的选取,所述活性炭为中孔活性炭,比表面积为900㎡/g,四氯化碳吸附率为50%,灰分值为11%,中孔孔径为25Å,中孔率为40%。
所述中孔活性炭,中孔孔洞作为有效负载活性物质的通道,可保证在吸附后,仍有足够通道传输反应物。
所述酸洗,采用1 mol/L的稀酸对所述中孔活性炭进行酸洗,酸洗后采用去离子水对所述中孔活性炭进行洗涤,洗涤后所述中孔活性炭显酸性,其PH为4。
所述酸洗,酸洗温度为50℃,酸洗时间为3h。
所述稀酸,为磷酸。
所述中孔活性炭:稀酸的重量份比值为1:3。
所述酸洗,能够去除中孔活性炭中的金属杂质,并能够使所述中孔活性炭的中孔孔洞通畅。
所述浸渍,将所述酸洗后的中孔活性炭浸渍到浸渍液中,制得本实施例所述制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭。
所述浸渍后的所述中孔活性炭含氮量为3%。
所述浸渍,浸渍温度为80℃,浸渍搅拌速率3RPM。
所述中孔活性炭:浸渍液的重量份比值为1:4。
所述浸渍液,包括活性成分和去离子水。
所述活性成分:去离子水的重量份比值为1:6.5。
所述活性成分为六甲基磷酸三胺(HMPA)。
实施例11
采用实施例1-10的技术方案制得的活性炭作为载体,将其浸渍在特定的吸附液中进行负载,滤出烘干后,制得用于电石法制氯乙烯的催化剂。
所述吸附液,为氯化铜与氯化铵溶液混合后,加热搅拌制得。其中,氯化铜与氯化铵溶液的重量份比值为1:1.4;氯化铵溶液,浓度为16%。
所述浸渍,所述活性炭:吸附液的重量份比值为1:3.5;浸渍温度75℃,浸渍时间5h。
采用实施例1-10的活性炭制得的所述催化剂,对乙炔和氯乙烯反应进行催化。反应条件为:所述乙炔和氯化氢摩尔比为1:1.05,反应温度100℃,反应压力0.1MPa(表压),乙炔空速30h-1。对各实施例对应的催化剂催化情况进行检测,具体数据见下表:
可以看出,本发明的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭,有效增强催化剂对乙炔、氯化氢等非极性分子的吸附能力,能够使催化剂具备好的低温反应活性;
在反应温度仅为100℃条件下即能够取得最佳催化性能,其乙炔初始转化率大于99.0%,氯乙烯选择性大于99.5%。
同时,所述催化剂的催化性能也得到了一定程度的提升,相比于现有的非贵金属催化剂,乙炔初始转化率提高3-8%;此处应注意的是,所述催化剂在低的反应温度条件(反应温度100℃)下,仍能够提升乙炔初始转化率,仍能够提升其催化性能,这是现有催化剂完全无法实现的。
进一步的,采用实施例1-3的活性炭制得的所述催化剂,进行催化剂稳定性试验。
催化剂稳定性试验在上述试验条件下进行。催化试验途中,经历多次原料置换、温度波动,在所述催化剂连续催化1600h后,对其进行催化性能测试,具体结果见下表:
可以看出,采用本发明的活性炭制得的所述催化剂,催化剂稳定性好。对反应过程中温度、毒物、机械力、化学侵蚀、结焦积污等抵抗能力强;催化活性持久,能够适用于大规模、连续化工业生产。
所述催化剂在连续催化1600h后,在所述低温条件下,表征其催化剂活性的乙炔转化率仍大于99.0%,其氯乙烯选择性仍大于99.5%。可以看出,所述催化剂在使用1600小时后,其催化性能与新催化剂的催化性能基本一致。
相比于申请号为201610882150.9的催化剂,该催化剂催化仅1000h后,表征其催化剂活性的乙炔转化率已降低至85.2-89.32%,性能衰减高。同时,该催化剂在本发明的反应条件(反应温度100℃)下,无法保持好的催化剂活性,无法取得好的催化效果,无法保持长期稳定性。
最后,经试验,采用所述活性炭制得的催化剂总体使用寿命超过8000h。
进一步的,不拘于实施例及试验,采用本发明的活性炭制备的电石法氯乙烯用催化剂在反应温度为130℃,乙炔空速为30-40h-1条件下,仍能够取得与其在低温条件(100℃)时完全一致的催化性能,其乙炔初始转化率均能够大于99.0%,氯乙烯选择性均能够大于99.5%。与在低温条件(100℃)下不同的是,在反应温度130℃,乙炔空速为30-40h-1条件下,所述催化剂总体使用寿命会有一定程度的降低,但是催化剂总体使用寿命仍然能够超过8000h。
相比于申请号为201610882150.9的催化剂,同样在反应温度为130℃,乙炔空速为30-40h-1条件下,该催化剂所能够起到的催化效果,以及催化剂能够达到的使用寿命,均逊于同等条件下本发明催化剂的各项性能指标。同时,该催化剂在催化1000h后,催化剂活性明显降低,乙炔转化率降至低于90%,无法长期保持较好的反应效果。
进一步的,采用本发明的活性炭制备的电石法氯乙烯用催化剂,其低温反应活性优异,催化性能突出;副反应、副产物少;有效减少催化剂活性成分的流失,能够取得优异的催化效能与催化剂寿命,这是申请号为201610882150.9的催化剂所无法比拟的。
进一步的,不拘于实施例及试验,采用本发明的活性炭制备的电石法氯乙烯用催化剂,在反应温度为100-130℃条件下,均能够取得极佳的催化性能和稳定性(使用寿命),其乙炔初始转化率均能够大于99.0%,氯乙烯选择性均能够大于99.5%;同时,在反应温度为100-130℃条件下,所述催化剂稳定性优异,催化活性持久,催化剂总体使用寿命均能够超过8000h。
除非另有说明,本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭,其特征在于,所述活性炭含氮量在0.1-10%之间。
2.根据权利要求1所述的一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭,其特征在于,所述活性炭的四氯化碳吸附率>35%;堆积密度为0.5-0.9t/m³;灼烧残渣≤5%;机械强度≥95%。
3.根据权利要求1所述的一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭的制备方法,其特征在于,包括:活性炭的选取、酸洗、浸渍。
4.根据权利要求3所述的一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,其特征在于,所述活性炭的选取,选取的活性炭为中孔活性炭;
所述中孔活性炭,比表面积为800-1000㎡/g,四氯化碳吸附率>45%,灰分值为10-13%,中孔孔径为18-30Å,中孔率为30-50%。
5.根据权利要求3所述的一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,其特征在于,所述酸洗,采用稀酸对所述活性炭进行酸洗,然后采用去离子水对所述活性炭进行洗涤,控制洗涤后的所述孔活性炭PH范围为1-5;
所述酸洗,酸洗温度为25-70℃,酸洗时间为1-6h;
所述活性炭:稀酸的重量份比值为1:(1.4-20)。
6.根据权利要求3所述的一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,其特征在于,所述酸洗步骤中采用的稀酸,为以下至少之一:盐酸、磷酸或盐酸羟胺。
7.根据权利要求3所述的一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,其特征在于,所述浸渍,将所述酸洗后的所述活性炭浸渍到浸渍液中,制得本发明所述的制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭;
所述活性炭:浸渍液的重量份比值为1:(1.2-10)。
8.根据权利要求3所述的一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,其特征在于,所述浸渍,采用的浸渍液包括活性成分和去离子水;
所述活性成分:去离子水的重量份比值为1:(4.5-9.5)。
9.根据权利要求8所述的一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,其特征在于,所述活性成分为以下至少之一:吡啶、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-甲基己内酰胺、六甲基磷酸三胺(HMPA)。
10.根据权利要求3所述的一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭制备方法,其特征在于,所述浸渍,浸渍温度为60-90℃,浸渍搅拌速率1-5RPM。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011058997.8A CN112121840A (zh) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011058997.8A CN112121840A (zh) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112121840A true CN112121840A (zh) | 2020-12-25 |
Family
ID=73844945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011058997.8A Pending CN112121840A (zh) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112121840A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112121809A (zh) * | 2020-09-30 | 2020-12-25 | 李通 | 一种用于电石法制氯乙烯的催化剂及其制备方法 |
CN113457682A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-10-01 | 宁夏新龙蓝天科技股份有限公司 | 一种添加丙酮溶剂制作无汞触媒的方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3145236A (en) * | 1959-10-28 | 1964-08-18 | Belge Produits Chimiques Sa | Process for preparation of vinyl chloride |
GB1218608A (en) * | 1967-04-05 | 1971-01-06 | Kanegafuchi Chemical Ind | Improvements in and relating to the manufacture of vinyl chloride |
CN101004977A (zh) * | 2006-01-18 | 2007-07-25 | 中国科学院化学研究所 | 用于超级电容器的活性炭电极材料及其制备方法 |
CN105529192A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-27 | 湘潭大学 | 一种应用于超级电容器的铜量子点/活性炭复合材料的制备方法 |
CN107519872A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-12-29 | 内蒙古大学 | 一种硼、氮双掺杂的乙炔氢氯化催化剂的制备方法 |
CN108993595A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-14 | 厦门中科易工化学科技有限公司 | 一种用于乙炔氢氯化合成氯乙烯的铜基催化剂及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-09-30 CN CN202011058997.8A patent/CN112121840A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3145236A (en) * | 1959-10-28 | 1964-08-18 | Belge Produits Chimiques Sa | Process for preparation of vinyl chloride |
GB1218608A (en) * | 1967-04-05 | 1971-01-06 | Kanegafuchi Chemical Ind | Improvements in and relating to the manufacture of vinyl chloride |
CN101004977A (zh) * | 2006-01-18 | 2007-07-25 | 中国科学院化学研究所 | 用于超级电容器的活性炭电极材料及其制备方法 |
CN105529192A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-27 | 湘潭大学 | 一种应用于超级电容器的铜量子点/活性炭复合材料的制备方法 |
CN107519872A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-12-29 | 内蒙古大学 | 一种硼、氮双掺杂的乙炔氢氯化催化剂的制备方法 |
CN108993595A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-14 | 厦门中科易工化学科技有限公司 | 一种用于乙炔氢氯化合成氯乙烯的铜基催化剂及其制备方法和应用 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112121809A (zh) * | 2020-09-30 | 2020-12-25 | 李通 | 一种用于电石法制氯乙烯的催化剂及其制备方法 |
CN113457682A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-10-01 | 宁夏新龙蓝天科技股份有限公司 | 一种添加丙酮溶剂制作无汞触媒的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112121840A (zh) | 一种制备电石法氯乙烯用催化剂的活性炭及其制备方法 | |
CN112121809A (zh) | 一种用于电石法制氯乙烯的催化剂及其制备方法 | |
CN112517083B (zh) | 一种用于制氯乙烯的催化剂及其制备方法 | |
CN101380587B (zh) | 丙烷脱氢制丙烯催化剂及其制备方法 | |
EP2772307B1 (en) | Method for preparing a catalyst for preparing vinyl chloride | |
IL101247A (en) | Components of catalysts for olefin polymerization | |
CN112642448B (zh) | 一种用于乙炔氢氯化反应的铜催化剂的制备方法和应用 | |
CN107999100A (zh) | 一种轻质烷烃芳构化的催化剂及其制备方法和应用 | |
CN110105718B (zh) | 一种新能源汽车电池灌封材料及其制备方法 | |
CN111040167A (zh) | 一种可用于硅橡胶交联固化的聚合物及制备方法 | |
CN114621371B (zh) | 气相法聚乙烯茂金属催化剂向铬系催化剂在线快速切换方法 | |
CN113634272A (zh) | 一种n-p改性活性炭的乙炔氢氯化催化剂及其制备方法 | |
CN116870888A (zh) | 用于合成乙酸乙烯的触媒载体活性炭及制备方法 | |
CN1098282C (zh) | 乙烯聚合负载型含铬催化剂及制备方法 | |
CN114870890B (zh) | 一种深度脱除芳烃中烯烃催化剂及其制备方法 | |
CN112844433B (zh) | 一种用于乙炔氢氯化反应的非金属催化剂及其制备方法 | |
CN114621369B (zh) | 乙烯气相聚合牌号切换剂及其制备方法 | |
CN112675902B (zh) | 一种由乙烯和丁烯反歧化制备丙烯的催化剂及其制备方法 | |
US6359085B1 (en) | Process for production of ethylene polymers | |
CN108837845A (zh) | 一种抗氯化氢的碱性催化剂及制备方法和应用 | |
CN104497033A (zh) | 一种长链氟烃基甲基氯硅烷的合成方法 | |
CN116621701A (zh) | 固体碱催化剂及其制备方法和甲基丙烯酸甲酯的合成方法 | |
CN103191763A (zh) | 用于生产氯乙烯的催化剂组合物及其制备方法、应用 | |
CN1458941A (zh) | 负载的聚合催化剂 | |
CN112871207A (zh) | 负载型非金属催化剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230407 Address after: 753001 Ningxia Fine Chemical Base in Shizuishan City, Ningxia Hui Autonomous Region (Hongyazi Township, Pingluo County) Applicant after: NINGXIA XINLONG LANTIAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: No.26, Tianliu section, No.3 Road, Shouguang City, Weifang City, Shandong Province Applicant before: Li Tong |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201225 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |