[发明专利]用于生产氟乙烯和1,1－二氟乙烷的催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学催化剂及其制备方法，特别涉及用于生产氟乙烯和1，1-二氟乙烷的催化剂及制备方法。

背景技术

氟乙烯(VF)是一种重要的含氟单体，可用于生产聚氟乙烯(PVF)和含氟精细化学品。其中PVF是一种重要的装饰材料，它具有突出的耐热性；耐低温性能；防湿热、防霉菌、防盐雾性能，此外其涂膜具有很好的柔韧性和耐折、耐磨、抗冲击性能。另外PVF对各种油类、醇类、醛类、酮类、酯类及盐、碱、稀酸等化工农药产品均有优良的防腐蚀性能。由于PVF性能优越，可广泛应用于太阳能、电子、户外广告、建筑内外墙装饰、飞机火车内部装饰等。

含氟精细化学品品种繁多、应用面广、附加值高。氟医药及其中间体、氟农药及其中间体、含氟表面活性剂、含氟织物整理剂、灭火剂、铬雾抑制剂、防静电剂、皮革处理剂、脱模剂、润滑剂、防锈剂等，都属于含氟精细化学品。

1，1-二氟乙烷(HFC-152a)是一种重要的含氟有机化合物，是制备氟塑料聚偏氟乙烯的中间体，又是目前氟利昂两碳替代品中的优秀品种。

目前，用乙炔法来合成VF和HFC-152a所用的催化剂主要有含汞的化合物、含镉的化合物、含铬的化合物、氰化亚铜、氟磺酸同金属氯化物的复合催化剂、含锌的化合物以及含铝的化合物等。

美国专利US2892000公开了名称为：MANUFACTURE OF VINYLFLUORIDE AND1，1-DIFLUOROETHANE(氟乙烯和1，1-二氟乙烷的生产)的专利技术，该技术利用乙炔和氟化氢反应，合成VF和HFC-152a，催化剂为铬系化合物(氧化铬或铬盐)，但是此催化剂活性比较低，在300℃时转化率仅为50％，且此类催化剂有毒，对环境造成较大的污染。

美国专利US2519199公开了名称为：SYNTHESIS OF VINYLFLUORIDES(氟乙烯的合成)的专利技术，该技术利用氟化氢和乙炔反应制取VF和HFC-152a，以在木炭上担载氧化汞或氟化汞为催化剂。但此类催化剂剧毒，很容易失活，稳定性差，且目标产物的收率很低。

总之，含汞催化剂不仅价格贵而且难制，活化过程长，产物收率低，不稳定寿命短，毒性很强！含镉催化剂和氰化物催化剂的毒性也很强。铬基催化剂对环境也会造成一定程度的污染。单一组分的铝基或锌基催化剂，尽管活性比较高，但是结碳量很多，从而影响催化剂的活性和稳定性，进而影响其寿命。

发明内容

本发明的目的是针对现有的用于乙炔生产氟乙烯和1，1-二氟乙烷的催化剂所存在的成本高、制备工艺复杂、活性较差、稳定性不高、环境污染严重的不足之处，提供一种低成本、制备工艺简单、高活性、高稳定性和环境友好的用于生产氟乙烯和1，1-二氟乙烷的催化剂及制备方法。

本发明采用的技术方案为：

用于生产氟乙烯和1，1-二氟乙烷的催化剂，该催化剂的前驱体由活性组份A的氧化物和活性组份B的氧化物组成，其中A为Mg、Y、Sm、La中的一种或一种以上，B为Al、Zn中的一种或两种，A与B之间的摩尔比为1：9～99。该催化剂前驱体经过惰性气体预处理和氟化预处理可得到本发明的催化剂。

本发明的催化剂采用沉淀法制备，包括如下步骤：

(1)按A与B的摩尔比1：9～99，称取一定量的A的化合物和B的化合物，加水混合均匀后，加入沉淀剂，调整溶液的pH至8～10.5，使已溶解的金属离子沉淀完全，洗涤至滤液呈中性后分离，再将沉淀物在100～150℃下烘干10～16h；

(2)将(1)中烘干后的物质，在300～500℃下焙烧2～6h，得到本发明催化剂的前驱体；

(3)将(2)中得到的催化剂前驱体压片成型；

(4)压片成型的催化剂前驱体在常压下用惰性气体如：N₂、Ar、He，在200～400℃下干燥2～10h；

(5)惰性气体预处理后，再通无水氟化氢在200～450℃温度下处理2～20h，得到本发明催化剂。

其中步骤(1)中所述沉淀剂选自氨水、碳酸铵、碳酸钠中的一种。

其中步骤(1)中A、B的化合物均可为卤化物、硝酸盐、硫酸盐、氧化物、含水氧化物、氢氧化物中的一种或一种以上。

本发明的催化剂还可以采用浸渍法制备，包括如下步骤：

(1)按A与B的摩尔比1：9～99，称取一定量的A的化合物和B的化合物。用适量水将A的化合物溶解完全后均匀混合B的化合物，静置6～12h，然后在100～150℃温度下烘干10～16h；

(2)将(1)中烘干后的物质，在300～500℃下焙烧2～6h，得到本发明催化剂的前驱体；