[发明专利]一种低汞触媒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用氯化氢气体和乙炔气体进行加成反应合成氯乙烯用的催化剂，具体地说，涉及一种低汞触媒及其制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

当前，国内企业用氯化氢气体和乙炔气体进行加成反应合成氯乙烯用的催化剂通常采用以下方法制备：以粒径为3.5-4mm、长度为6-9mm的柱状活性炭作载体，在85-90℃的条件下，将活性炭浸渍在氯化汞水溶液中8-24小时，以物理吸附的方式吸附氯化汞后，再经干燥，使活性炭中含水量小于0.3％、含氯化汞10.5-12.5%制得的氯化汞催化剂。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：采用以上方法所得催化剂存在如下不足：1、含汞量高，消耗资源；2、热稳定性差、升华流失快、催化能力衰耗快，一般生产1吨氯乙烯就要消耗1.4-1.7Kg的氯化汞催化剂，而在2.5吨体系的反应器内，前后两台反应器的总催化时间也不过7000小时；3、由于生产中汞升华流失快、消耗多，部分汞元素随反应气体进入大气污染环境和进入产品而对产品造成的危害严重。

 其他关于低汞催化剂的研究和报道也很多，CN201110246027.5介绍了以活性炭为载体，氯化汞含量4-5%，必须的助剂为氯化钡、氯化铈、 氯化铋、氯化铜，非必要助剂为氯化钾、磷酸、氯化锌和氯化亚铜中的一种或几种。CN201010246013.9介绍了以多种分子筛为载体，将活性组分氯化汞负载于载体上，氯化汞含量在2-7%，并采用氯化亚铜、氯化钡、氯化铋、氯化锌等的一种或几种作为辅助组分，含量1-20%。CN201310146100.0介绍了一种含氯化汞2-4%的低汞触媒，辅助活性成分为钴、锰、银铜的氧化物的至少一种，辅助成分含量为5-30%。以上方法都以含量较低的氯化汞作为必要活性成分，以各种金属化合物作为辅助活性组分。

但由于采用的活性炭质量不稳定，比表面积范围广，造成了所负载的氯化汞及其他活性成分活性中心容易脱离载体，造成催化剂失活和汞的流失。

中孔型活性炭 (大于2nm，小于50nm的微孔）在涉及吸附技术的领域里具有非常广阔的前景。

现有中孔活性炭材料在应用于催化剂载体方面中，还存在很多不足，吸附容量、吸附速度、转化率不理想；所以未能在乙炔氯化中得到工业应用。

发明内容

本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种低汞触媒及其制备方法，克服了现有技术中催化剂活性低、热稳定性低、汞含量高的缺陷，本发明的低汞触媒具有活性高、热稳定性高、转化率高的优点。

本发明的另一目的是提供一种低汞触媒的制备方法。

为解决以上问题，本发明采用的技术方案为：一种低汞触媒，其特征在于：所述低汞触媒以活性炭为载体，在90-98℃的条件下，吸附氯化汞、氯化锌、氯化钙和氯化钡后制成，该活性炭是截面为梅花状的柱状体，该活性炭具有贯穿柱状体的通孔，氯化汞的重量百分比含量为2.5-6.5%，氯化锌的重量百分比含量为l-15%。所得低汞触媒更利于氯化汞的吸附，比传统活性炭产出的低汞触媒在使用上可以减少活化时间。

一种优化方案，该活性炭外缘的直径是3-5mm，内缘的直径是2.5-4mm，长度为3-7mm，通孔孔径为0.5-1.5mm。使被催化气体在与催化剂接触后能迅速催化反应并迅速通过，加速了催化反应进行。

所述氯化汞的重量百分比含量为2.5-6.5%，氯化锌的重量百分比含量为l-15%。

进一步地，该活性炭的平均孔径为25.7-31.5nm，强度大于95%，堆积重400-480g/L。该项指标表征了该种活性炭的吸附能力，在此指标时活性炭的吸附能力非常利于被载化合物（氯化汞）的吸附。

基于以上低汞触媒，本发明提供一种低汞触媒的制备方法，包括以下步骤：

（1）将活性炭置于烘房内干燥至恒重；

（2）按重量比10:4:2:1称取氯化汞、氯化锌、氯化钡和氯化钙；

将氯化汞配制成酸度0.8-1.2%的氯化汞水溶液，将氯化锌、氯化钡和氯化钙配制成pH值≤1的氯化锌、氯化钡和氯化钙水溶液；

或，

将氯化汞、氯化锌、氯化钡和氯化钙配制成pH值≤1的氯化汞、氯化锌、氯化钡和氯化钙混合水溶液；

（3）将步骤（1）所得活性炭放入步骤（2）所得氯化汞水溶液浸渍3-6小时，再用步骤（2）所得氯化锌、氯化钙、氯化钡水溶液浸渍4-5小时，浸渍温度90-98℃；

或，