[发明专利]用于生产氯乙烯的催化剂组合物及其制备方法、应用

说明书

技术领域

本发明涉及聚氯乙烯生产领域，特别涉及一种用于乙炔与氯化氢合成反应生成氯乙烯过程中使用的低含量氯化汞催化剂。

背景技术

聚氯乙烯(Polyvinyl chloride polymer，PVC)，是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，其由于具有良好的理化性质，已成为一种不可或缺的材料原料。聚氯乙烯生产工艺主要有石油乙烯法和电石乙炔法。我国富煤、贫油、少气的资源特点，使得电石乙炔法成为我国聚氯乙烯生产的主流工艺。

电石乙炔法先通过催化剂催化乙炔与氯化氢发生加成反应制成氯乙烯，再通过氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。用于生产氯乙烯的催化剂以氯化汞为主要活性组分，将活性组分通过浸渍法负载在活性炭等载体上制成催化剂。工业上普遍使用的这类催化剂中氯化汞质量含量在10-13％。

目前，上述催化剂具有反应活性高、选择性好等特点，但该类催化剂氯化汞含量高、氯化汞升华损失量大，催化剂中超过50％的氯化汞将流失到后续生产系统，因而会造成了较大的汞污染。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种用于生产氯乙烯的催化剂组合物及其制备方法、应用。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种用于生产氯乙烯的催化剂组合物，包括：氯化汞3-6重量份、稀土氯化物0.5-4.5重量份、氯化铜和/或氯化亚铜0.5-2.5重量份、无机分散剂0.1-1重量份。

优选，所述催化剂组合物包括：

氯化汞5.5-6重量份、稀土氯化物1-2重量份、氯化铜和/或氯化亚铜0.5-1重量份、无机分散剂0.1-0.2重量份。

优选，所述催化剂组合物包括：

氯化汞3.0-4.5重量份、稀土氯化物3-4.5重量份、氯化铜和/或氯化亚铜2.0-2.5重量份、无机分散剂0.5-1重量份。

优选，所述的稀土氯化物为一种轻稀土氯化物或一种以上轻稀土氯化物的混合物。

优选，所述的无机分散剂为硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或一种以上组合。

另一方面，提供了一种用于生产氯乙烯的催化剂的制备方法，所述制备方法包括：

按以下重量百分比称取原料：权利要求1所述的催化剂组合物10-13％、催化剂载体87-90％；

配制浸渍液：将所述的催化剂组合物溶于水中，制成所述催化剂组合物的质量浓度为10-20％的浸渍液；

浸渍载体：将所述的催化剂载体放入所述的浸渍液内濅渍24小时以上，所述的濅渍液温度在80℃以下，浸渍过程中对所述的浸渍液进行搅拌，搅拌速度为0.5-5转/min，前6小时，每1小时搅拌5min，后期时间每2小时搅拌5min。

获得催化剂：浸渍完后，将上述含有催化剂载体的浸渍液进行固液分离，将分离出的固相进行干燥，得催化剂。

优选，所述的催化剂载体为改性活性炭，所述改性活性炭的比表面积为750-1300m²/g、机械强度大于95％。

具体地，所述改性活性炭通过下述方法制得：

将活性炭放入强酸中浸泡2-6小时，过滤得酸洗后的活性炭：

将所述的酸洗后的活性炭的pH值调节至中性；

然后用氧化类强酸浸泡上述步骤得到的活性炭1-4小时，过滤分离、烘干，得改性活性炭。

优选，所述的强酸为磷酸、硫酸、盐酸中的一种或一种以上组合；

所述的强氧化性酸为硝酸、浓硫酸、高氯酸中的一种或一种以上组合。

有一方面，提供了上述催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中应用，其应用条件包括：

乙炔空速在15-35m³乙炔/(m³催化剂·h)，反应温度110-180℃，原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量3-10％。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过优化催化剂组合物配方，提高了催化剂的稳定性；通过加入助分散剂，提高了活性组份在载体表面的分散均匀性，确保了在大幅度降低氯化汞含量的同时，催化剂的活性和稳定性没有降低，很好满足了生产的需求。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例中的原料均为市购产品，其中所述活性炭优选市售直径2-4mm规格的煤制炭或无定型的椰壳炭，4-8目≥98％。

实施例1

(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物：