[发明专利]一种用于生产氯乙烯的磷化钼催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提出一种用于乙炔氢氯化法生产氯乙烯的磷化钼催化剂，其特征在于：该催化剂的载体为活性炭，活性组分为MoP，助剂为氯化钡。本发明所提出的催化剂属于无汞催化剂，绿色环保，具有生产工艺简单，生产周期短，成本低廉等优点。该催化剂在乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中表现出很好的活性和选择性。

背景技术

我国当前的能源结构环境决定了乙炔氢氯化法制备氯乙烯是目前合成聚氯乙烯(PVC)的最佳途径，且在未来的几十年内仍是主要的氯乙烯生产工艺。但是目前该生产工艺存在的最大缺点就是催化剂中汞的污染问题，它对我们的生存环境产生了巨大的威胁。当前国际社会对汞的使用是从限制出口到最终淘汰的的一个过程，而国内的汞资源也近于枯竭。因此研究和开发用于乙炔氢氯化法制备氯乙烯的无汞催化剂，具有十分重大的理论和现实意义。本发明中负载型MoP催化剂被应用到乙炔氢氯化法制备氯乙烯反应中，并表现出了很好的活性和选择性。

发明内容

本发明提出一种用于乙炔氢氯化法生产氯乙烯的磷化钼催化剂，其特征在于：该催化剂的载体为活性炭，活性组分为MoP，助剂为氯化钡。

磷化钼催化剂的制备步骤：

首先，在室温搅拌状态下将钼酸铵和次磷酸盐溶解到去离子水中，之后将溶液真空浸渍到活性炭载体中，并于80℃下烘干；然后将烘干后的前体装入反应器内，于静态的氮气气氛中在所需温度下焙烧，并在氮气气氛下降至室温得到催化剂前体；最后将氯化钡溶液真空浸渍到催化剂前体中，并在120℃下烘干得到所需的催化剂。

制备步骤中所述的H₂PO₂^-:Mo⁶⁺摩尔比在4.0～5.0范围内；所述的MoP组分的质量百分含量为3-20％；所述的次磷酸盐包括分析纯次磷酸钠、次磷酸铵；所述的前体焙烧温度为300～500℃；所述的前体焙烧时间为10-120min；所述的氯化钡的质量百分含量为3-20％。

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。

实施例一：

首先，在室温搅拌状态下将1.56g的钼酸铵和3.7g的次磷酸钠溶解到25.0g去离子水中，之后将溶液真空浸渍到23g活性炭载体中，并在80℃下烘干；然后将烘干后的前体装入反应器内，于氮气气氛中在400℃下焙烧60min，并在氮气气氛下降至室温得到催化剂前体；最后将20g浓度为5％的BaCl₂溶液真空浸渍到前体中，并在120℃下烘干所得样品被命名为A。催化剂A用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中，170℃下乙炔转化率为67％，氯乙烯选择性为56％。

实施例二：

制备过程与催化剂A的制备过程相同，只改变次磷酸钠的量为4.45g，其它条件不变，所得样品被命名为B。催化剂B用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中，170℃下乙炔转化率为66％，氯乙烯选择性为55％。

实施例三：

制备过程与催化剂A的制备过程相同，只改变前体焙烧温度为500℃，其它条件不变，所得样品被命名为C。催化剂C用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中，170℃下乙炔转化率为67％，氯乙烯选择性为56％。

实施例四：

制备过程与催化剂A的制备过程相同，只改变钼酸铵质量为3.12g和次磷酸钠质量为7.4g，其它条件不变，所得样品被命名为D。催化剂D用于乙炔氢氯化制备氯乙烯反应中，170℃下乙炔转化率为69％，氯乙烯选择性为59％。