CN114177924A - 四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯的催化剂及其制备方法,催化剂由活性炭和氯化钡组成,活性炭在超声波的作用下,采用盐酸与氨水洗涤、在氯化钡溶液中进行浸渍、阶梯升温干燥的方式制备,该催化剂具有催化转化率高、热稳定性好和选择性高的优点。
Description
技术领域
本发明属于催化剂领域,具体涉及四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂及其制备方法。
背景技术
三氯乙烯广泛应用于制冷剂原料、清洗剂、化工中间体等方面。目前,生产三氯乙烯的方法主要有乙炔法、乙烯直接氯化法、乙烯氧氯化法等,本发明以四氯乙烷为原料消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂,在行业未见相关催化剂专利公开,根据发明人前期研究,造成四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯的催化剂失活的主要原因为:①催化剂中的杂质铁、铝与HCl生成的FeCl3和AlCl3Lewis酸中心,促进三氯乙烯发生聚合反应,形成积碳现象,导致催化剂活性孔径和比表面积减小而失活;②催化剂中的灰分导致催化剂失活;③催化剂表面含氧酸官能团(羧基、内酯基、酚羟基)会导致反应活性和稳定性的下降。为解决以上问题,本发明公开了四氯乙烷消除氯化氢用的催化剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯的催化剂及其制备方法。本发明的催化剂具有四氯乙烷转化率高和稳定性好,三氯乙烯选择性高的优点。
本发明的技术方案:一种四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂,所述催化剂由活性炭和BaCl2组成。
上述的四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂,所述催化剂,按重量份计,每一百份中含有BaCl21-30份,余量为活性炭。
上述的四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂,所述催化剂,按重量份计,每一百份中含有BaCl23-21份,余量为活性炭。
上述的四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂,活性炭为煤制活性炭、椰壳活性炭或合成活性炭。
四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂的制备方法,包括以下步骤,
(a)在超声波的作用下,用盐酸对活性炭进行处理得A品;
(b)在超声波的作用下,用氨水对A品进行处理得B品;
(c)在超声波的作用下,用BaCl2水溶液对活性炭进行浸渍,得C品;
(d)将C品分别在80℃、90℃和100℃的条件下进行阶梯升温干燥得催化剂。
上述的四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂的制备方法,在超声波作用下分别先用盐酸,然后用氨水对活性炭进行处理2h。
与现有技术相比,该发明的优点为四氯乙烷转化率高和稳定性好,三氯乙烯选择性高的优点。
①在超声波的作用下,采用盐酸对活性炭中的杂质铁、铝进行完全反应并洗涤,避免在催化过程中杂质铁、铝与HCl生成的FeCl3和AlCl3Lewis酸中心,促进三氯乙烯发生聚合反应,避免积碳现象;
②在超声波的作用下,采用氨水对活性炭进行洗涤,四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯为消除反应,消除反应的决速步骤与催化剂的碱性有一定关系,碱性越强,越容易消除氯化氢生成三氯乙烯,催化剂表面含氧酸官能团(羧基、内酯基、酚羟基)酸性被中和完全,本发明采用氨水洗涤;
③用BaCl2水溶液在超声波作用下对活性炭进行浸渍,有利于氯化钡的活性组分的分散,分散度越大,催化转化率越高。
④本发明分别在80℃、90℃、100℃的条件下进行阶梯升温干燥得四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂,阶梯升温干燥有助于催化剂中的水分缓慢蒸发,有助于克服活性组分氯化钡的迁移与团聚现象,分散度较高,催化转化率较高。
⑤超声波是一种物理机械波,超声波作用下,活性炭表面及内部的铁、铝被彻底清除出来,表面的含氧酸性官能团有利于被反应完全。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。
一种四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂,按重量份计,每一百份中含有BaCl210份,余量为活性炭。
四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂的制备方法,
(a)在超声频率为20KHz~100KHz超声波的作用下,用盐酸对活性炭进行处理得A品,时间为2h;
(b)在超声频率为20KHz~100KHz超声波的作用下,用氨水对A品进行处理得B品,时间为2h;
(c)在超声频率为20KHz~100KHz超声波的作用下,用BaCl2水溶液对活性炭进行浸渍,得C品;
(d)对C品进行干燥,干燥温度升温到80℃后,将C品分别在80℃、90℃、100℃的条件下进行阶梯升温干燥,各干燥2小时,得四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂。
以此重量份的原料制得的催化剂,用于四氯乙烷的消除反应时,在反应温度为270℃,空间流速为11h-1的条件下,其催化转化率为93.8%,选择性为91.3%。
实施例2。
一种四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂,按重量份计,每一百份中含有BaCl220份,余量为活性炭。
四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂的制备方法,
(a)在超声频率为60KHz超声波的作用下,用盐酸对活性炭进行处理得A品,时间为2h;
(b)在超声频率为60KHz超声波的作用下,用氨水对A品进行处理得B品,时间为2h;
(c)在超声频率为60KHz超声波的作用下,用BaCl2水溶液对活性炭进行浸渍,得C品;
(d)将C品分别在80℃、90℃、100℃的条件下进行阶梯升温干燥得四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂。
以此重量份的原料制得的催化剂,用于四氯乙烷的消除反应时,在反应温度为300℃,空间流速为12h-1的条件下,其催化转化率为94.6%,选择性为91.7%。
实施例3。
一种四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂,按重量份计,每一百份中含有BaCl230份,余量为活性炭。
四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂的制备方法,
(a)在超声频率为60KHz超声波的作用下,用盐酸对活性炭进行处理得A品;
(b)在超声频率为60KHz超声波的作用下,用氨水对A品进行处理得B品;
(c)在超声频率为60KHz超声波的作用下,用BaCl2水溶液对活性炭进行浸渍,得C品;
(d)将C品分别在80℃、90℃、100℃的条件下进行阶梯升温干燥得四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂。
以此重量份的原料制得的催化剂,用于四氯乙烷的消除反应时,在反应温度为340℃,空间流速为13h-1的条件下,其催化转化率为94.2%,选择性为91.5%。
实施例4。一种四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂,按重量份计,每一百份中含有BaCl23份,余量为活性炭。
四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂的制备方法,
(a)在超声频率为80KHz超声波的作用下,用盐酸对活性炭进行处理得A品;
(b)在超声频率为80KHz超声波的作用下,用氨水对A品进行处理得B品;
(c)在超声频率为80KHz超声波的作用下,用BaCl2水溶液对活性炭进行浸渍,得C品;
(d)将C品分别在80℃、90℃、100℃的条件下进行阶梯升温干燥得四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂。
实施例5。一种四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂,按重量份计,每一百份中含有BaCl221份,余量为活性炭。
四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂的制备方法,
(a)在超声频率为90KHz超声波的作用下,用盐酸对活性炭进行处理得A品;
(b)在超声频率为90KHz超声波的作用下,用氨水对A品进行处理得B品;
(c)在超声频率为90KHz超声波的作用下,用BaCl2水溶液对活性炭进行浸渍,得C品;
(d)将C品分别在80℃、90℃、100℃的条件下进行阶梯升温干燥得四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂。
Claims (6)
1.一种四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯用催化剂,其特征在于:所述催化剂由活性炭和BaCl2组成。
2.根据权利要求1所述的四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂,其特征在于,所述催化剂,按重量份计,每一百份中含有BaCl21-30份,余量为活性炭。
3.根据权利要求2所述的四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂,其特征在于,所述催化剂,按重量份计,每一百份中含有BaCl23-21份,余量为活性炭。
4.根据权利要求1所述的四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂,其特征在于:活性炭为煤制活性炭、椰壳活性炭或合成活性炭。
5.根据权利要求1-4任一项所述的四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,
(a)在超声波的作用下,用盐酸对活性炭进行处理得A品;
(b)在超声波的作用下,用氨水对A品进行处理得B品;
(c)在超声波的作用下,用BaCl2水溶液对活性炭进行浸渍,得C品;
(d)将C品分别在80℃、90℃和100℃的条件下进行阶梯升温干燥得催化剂。
6.根据权利要求5所述的四氯乙烷消除氯化氢制备三氯乙烯催化剂的制备方法,其特征在于:在超声波作用下分别先用盐酸,然后用氨水分别对活性炭进行处理2h。
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