[发明专利]一种用于乙炔氢氯化反应的新型催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明提出一种应用于由乙炔制备氯乙烯反应的低汞催化剂的新方法。该方法分别采用13X，MCM-41等多种分子筛为载体，将活性组分氯化汞负载于载体上，并在制备过程中添加多种金属化合物作为助剂，最后烘干得到新型催化剂；本发明的特点在于采用分子筛作为催化剂制备的载体，工艺简单，生产周期短，所用原料安全环保，所需设备成本低。采用分子筛为载体，氯化汞以及其他助剂可进入分子筛的孔道中及骨架上，使活性组分与载体结合牢固，制得的催化剂使用寿命长，稳定性好。

背景技术

氯乙烯是合成用途广泛的聚合物聚氯乙烯(PVC)的重要原料。目前工业制备氯乙烯主要有两种方法，分别为乙炔法和乙烯法。我国有超过一半的聚氯乙烯原料是通过乙炔氢氯化反应生产的。在现今的技术条件下，乙炔法制氯乙烯大多采用氯化汞负载在活性炭上制备得到的催化剂。虽然该反应过程后处理工艺简单，工业技术成熟，但是近年来国内汞储量急剧下降，导致该催化剂生产严重受阻，另外氯化汞升华很快，不仅导致催化剂使用寿命短、消耗高，更对环境和人类带来巨大危害。目前工业生产多采用负载在活性炭上的汞含量大于10％的高汞催化剂来生产氯乙烯，近年新技术制备的低汞催化剂汞含量也在6％以上。能够制备出一种负载强度高、毒性相对较低的低汞催化剂已经成为我国氯乙烯制备工业的必然需求。

发明内容

基于以上背景，本发明提出了一种低汞催化剂及其制备方法，具体地说，涉及用于乙炔与氯化氢反应制备氯乙烯的催化剂及其制备方法。针对现有的含汞催化剂高毒性以及其对环境的巨大危害性，提出一种新型催化剂，以氯化汞为活性中心，采用分子筛作为载体，适当添加助剂，减低汞的含量，加强活性组分与载体间结合的强度，以减轻工业生产氯乙烯对环境的危害。

本发明的具体技术方案如下所述：

一种用于乙炔氢氯化反应制备氯乙烯的低汞催化剂，其特征在于：所述的低汞催化剂以分子筛为载体，优选MCM-41，13X；所述的活性组分为氯化汞，该组分占催化剂总量的2～7％；所述的助剂为氯化铋，氯化钡，氯化锌，氯化亚铜等氯化物中的一种或几种，该组分占催化剂总量的1～20％。

本发明还公开了一种用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应的低汞催化剂的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：首先称取一定量的活性组分氯化汞，以及与氯化汞成一定比例关系的助剂，在室温下搅拌溶于水中，得到的溶液充分浸渍在分子筛上得到液固混合物，再对该混合物进行烘干。

本发明的特点在于所采用的制备工艺非常简单，仅需常压下简单的浸渍处理，生产周期短，所需设备成本低，制得的催化剂在乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中使用寿命长，稳定性好。非常适合工业大规模生产。

具体实施方式

以下对催化剂的制备方案进行更详细具体的说明。

实施例1：

将0.79g氯化汞，0.69g氯化铋在搅拌下溶解于7g去离子水中，完全溶解后，将上述溶液完全浸渍在12.4g 13X上。得到的混合物于120℃下烘干4h后，得到氯化汞负载量为5.7％，氯化铋含量为5％的催化剂，该催化剂应用于乙炔氢氯化反应中，反应温度180℃，乙炔转化率为73.6％，氯乙烯选择性为99.7％。

实施例2

将0.79g氯化汞，0.69g氯化钡在搅拌下溶解于7g去离子水中，其他步骤同实施例1，得到氯化汞负载量为5.7％，氯化钡含量为5％的催化剂，该催化剂应用于乙炔氢氯化反应中，反应温度180℃，乙炔转化率为90.6％，氯乙烯选择性为99.3％。

实施例3

将0.79g氯化汞，0.69g氯化亚铜在搅拌下溶解于7g去离子水中，其他步骤同实施例1，得到氯化汞负载量为5.7％，氯化亚铜含量为5％的催化剂，该催化剂应用于乙炔氢氯化反应中，反应温度180℃，乙炔转化率为94.6％，氯乙烯选择性为99.3％。

实施例4

将0.79g氯化汞，0.69g氯化锌在搅拌下溶解于7g去离子水中，其他步骤同实施例1，得到氯化汞负载量为5.7％，氯化锌含量为5％的催化剂，该催化剂应用于乙炔氢氯化反应中，反应温度180℃，乙炔转化率为90.6％，氯乙烯选择性为99.4％。

实施例5

将0.6g氯化汞，溶解于39g去离子水中，完全溶解后，将上述溶液搅拌下浸渍在10gMCM-41上。得到的氯化汞负载量为5.7％的催化剂于120℃下烘干4h后应用于乙炔氢氯化反应中，反应温度140℃，乙炔转化率为90.5％，氯乙烯选择性为99.5％。

实施例6