[发明专利]一种用于制备氯乙烯的非汞催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备氯乙烯的非汞催化剂及其制备方法和用途。 

背景技术

在我国氯乙烯生产中，用电石乙炔法工艺来生产氯乙烯单体的比重高达70%以上。目前，工业上仍采用负载氯化汞的活性炭作为催化剂，该催化剂有三大缺点：首先，活性炭强度低、耐磨性差、易粉化，而且催化剂失活后不可再生；其次，氯化汞是一种剧毒物质，容易升华流失，进入环境中，造成生态恶化、环境污染；最后，我国汞资源已基本枯竭，催化剂依赖进口原料汞来维持生产。 

为了尽快替代汞催化剂，国内外很多人在开发非汞催化剂方面进行了大量的研究，其中，由于非贵金属催化剂的寿命比较短，难以实现工业化，所以，目前大部分实验主要集中在对贵金属催化剂的研究上，尤其是含金的非汞催化剂研究最多。 

CN101716508A公开了一种用于乙炔合成氯乙烯的催化剂及其制备方法。该催化剂是以活性炭为载体，以含有2～15%的钯或金的氯化物为活性组分，1～5%的稀土氯化物为助催化剂组分，经浸渍法负载于活性炭上制得的颗粒状催化剂。     

CN101947465A公开了一种用于乙炔氢氯化反应的低贵金属含量无汞催化剂及其应用。该催化剂包括贵金属元素、普通金属元素和载体，其中，贵金属元素占催化剂总重量的0.05～0.5%，普通金属元素占催化剂总重量的0.1～5%，贵金属元素和普通金属元素均以金属化合物的形式存在。

CN102029189A公开了一种用于乙炔氢氯化反应的非汞催化剂，该非汞催化剂包含主活性组分金盐、助活性组分非贵金属盐及载体。其中，金盐为金的卤化物、络合物等，其中，金含量占催化剂重量的0.1～10%；助活性组分非贵金属盐为K、Ba、La、Cu的卤化物、醋酸盐、磷酸盐、络合物等，其含量占催化剂重量的0.1～10%；载体为活性炭或硅胶；该非汞催化剂采用常规浸渍法制备，该催化剂的稳定性好、使用寿命长，乙炔转化率可达90～99%，氯乙烯选择性不低于99%。 

CN102631942A公开了一种用于乙炔氢氯化反应的复合金属盐催化剂，该催化剂以金为活性金属，通过硫氰酸根或氰酸根的络合作用降低金属的还原电位来减少催化剂的还原失活，引入钾、铈、镧中的一种或几种来抑制反应过程中的积碳，催化剂负载于比表面不低于100m²·g^-1的活性炭或碳纳米管上，其中，金负载的质量分数为0. 05～0.5%。 

CN102631947A公开了一种用于乙炔氢氯化的金络合物催化剂，该催化剂由主活性组分四硫氰酸合金酸钾、辅助活性组分为氯化钾、氯化铜、氯化钴和氯化锌中的一种或两种以上的组合，载体为活性炭，其中，金络合物占催化剂重量的0. 1～2.5%。 

CN102794187A公开了一种乙炔氢氯化合成氯乙烯的Au-Co-Cu催化剂及其制备方法。该催化剂以金离子作为活性组分，附以另外一种或两种过渡金属元素，活性金属盐类为氯化物、硝酸盐、醋酸盐和配合物等，载体选用沥青基球形活性炭或粉质活性炭，活性组分负载采用浸渍法。 

上述报道的含金的非汞催化剂中的助催化剂为选自K、Ba、Co、Li、Cu、Zn、Ni、Bi及稀土元素中的一种或多种，且以化合物、络合物或配合物的形式存在。 

当前报道的含金非汞催化剂未见工业化应用，一方面是催化剂成本较高；另一方面，催化剂活性和稳定性有待进一步提高和改进。新型催化剂复合金属氧化物在催化领域的研究是一种全新的形式。复合金属氧化物是一种新的气敏材料，其具有较宽的禁带宽度、较小的电阻率和较高的催化活性等特点。复合金属氧化物具有半导体特殊的组成和结构，能形成施主型或受主型能级，因此，复合金属氧化物用于非汞催化剂的研究是一个新的方向。 

发明内容

本发明目的是为了提高含金非汞催化剂的活性和稳定性，提供一种对载体表面进行改性的非汞催化剂。 

本发明的另一个目的是提供本发明催化剂的制备方法和用途。 

本发明的非汞催化剂，包括活性炭载体，主催化剂Au，复合金属氧化物助催化剂，其中： 

所述的活性炭基体选自果壳活性炭、木质活性炭、石油类活性炭、煤质活性炭，其形状选自球形、粒状、片状、条状或柱状，其比表面积大于800m²/g；

所述的主催化剂Au与载体的重量百分比为0.01～0.2%。