[发明专利]用于氯乙烯生产的低汞复合催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及包含金属汞和镍的催化剂，具体地说是用于氯乙烯生产的低汞复合催化剂的制备方法。

背景技术

氯乙烯作为聚氯乙烯的单体需求量与日俱增。至今国内生产氯乙烯的主要工艺是乙炔氢氯化反应，该反应采用的催化剂绝大多数都是活性炭负载的高汞催化剂，其中氯化汞含量的质量百分比高达12％以上。现今国内汞资源的严重匮乏使得高汞催化剂到了无米下炊的地步，加之国际社会对汞资源的限制开采、限制出口等政策也使得高汞催化剂面临着前所未有的困境。摆脱上述困境的出路有两条，即研发乙炔氢氯化反应用的无汞催化剂和低汞催化剂。

目前无汞催化剂的研究还只是处于实验室阶段，其中决大多数采用贵金属活性组分作为催化剂活性中心，相比于现有汞催化剂而言，不但成本特别昂贵，而且活性和稳定性都很难与汞催化剂相比。CN101249451、CN101670293和CN101905157A都公开了乙炔氢氯化反应用的无汞催化剂的制备方法，所述的无汞催化剂均为贵金属催化剂，其不仅成本十分昂贵，并且活性和稳定性都不及汞催化剂。

低汞催化剂既可以有效地降低汞的用量，又有较低的制备成本，因而低汞催化剂的研究更具有现实意义。但是对低汞催化剂的研发目前也还是处在起步阶段。CN101596459公开了氯化汞低汞催化剂及其制备方法，系采用活性炭为载体吸附氯化汞，该催化剂配方为：氯化汞8.0％～10.0％，稀土氯化物助剂A8％～13％，碱土金属氯化物助剂B5％～25％，助剂C10％～20％，余为活性炭。从该催化剂配方可见，其汞的含量仍然较高，而且因所用助剂繁多，其制备的工艺相对复杂和成本较高；CN102151573A披露了一种用于制备氯乙烯的低汞催化剂的制备方法，采用5％的氯化锰溶液浸渍2小时处理后的煤质炭作为载体，使用真空浸渍法将较低含量的氯化汞以及其他助剂负载于载体上，并通过旋转蒸发等干燥手段得到新型催化剂。该方法中用来浸渍处理煤质炭的氯化锰溶液的沸点很高，在氯化锰改性后，煤质炭载体表面会均匀吸附氯化锰，使煤质炭载体表面的性质发生改变，结果是使得所制得的低汞催化剂的活性、稳定性和选择性降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供用于氯乙烯生产的低汞复合催化剂的制备方法，通过用王水和三乙胺的水溶液对载体煤质炭的预处理，在制备中加入表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵和助剂氯化镍，在降低用于氯乙烯生产的催化剂中的汞含量的同时，也明显地提高了低汞复合催化剂的活性、稳定性和选择性。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：氯乙烯生产的低汞复合催化剂的制备方法，步骤如下：

第一步，煤质炭载体的预处理

在室温状态下，将煤质炭用王水浸泡并搅拌1小时，然后将其抽滤并将滤饼用去离子水洗涤至滤液的pH值为5～7，之后将滤饼在120℃烘干，将所得烘干的滤饼加入到质量百分比浓度为10％的三乙胺水溶液中于120℃同时回流并搅拌3小时，然后将其抽滤并并将滤饼在120℃烘干，制得预处理后的煤质炭载体，所述煤质炭、王水和质量百分比浓度10％的三乙胺水溶液的用量比为1g∶3mL∶3mL；

第二步，制备低汞复合催化剂

2.1表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵的加入

按质量比为十六烷基三甲基氯化铵∶HgCl₂＝2.85～7.65∶4～6.5，分别称取十六烷基三甲基氯化铵和HgCl₂，在50℃超声波水浴搅拌状态下，将所称取的十六烷基三甲基氯化铵加入到去离子水中，随后加入所称取的HgCl₂，并继续搅拌30分钟后关闭超声，去离子水中所加入的十六烷基三甲基氯化铵和HgCl₂全部溶解形成溶液，然后加入分析纯盐酸调节该溶液的pH值至4.0～5.0，并在密封条件下以300r/min的速率搅拌3小时，再后采用真空度为0.07MPa以上的真空旋转蒸发方式，于60℃下将上述溶液浸渍到由第一步制得的预处理后的煤质炭载体中，直至干燥状态，得到在煤质炭载体中浸渍了十六烷基三甲基氯化铵和HgCl₂的中间产物；

2.2助剂氯化镍的加入