[发明专利]用于生产氯乙烷的Zn/介孔碳催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用将活性组分前驱体负载于介孔碳载体上的催化剂，属于化工技术领域。

背景技术

氯乙烷主要用于合成四乙基铅、乙基纤维素及乙基咔唑染料等物质，也用作制备烟雾剂、冷冻剂、局部麻醉剂、杀虫剂、乙基化剂、烯烃聚合溶剂、汽油抗震剂等，还可作为合成聚丙烯的催化剂以及磷、硫、油脂、树脂、蜡等物质的溶剂。目前氯乙烷的生产方法主要采用醇法生产，其生产工艺分为：液相催化法及气相催化法。前者是将气态醇和氯化氢混合通入装有液态催化剂的反应釜内进行催化反应；后者是将气态醇和氯化氢混合通入装有固态催化剂的固定床反应器内进行反应。由于气相催化法所需的反应压力、温度均很高并且对反应设备的材质也有着极高的要求，所以目前国内大多数企业均采用液相催化法作为氯乙烷的生产工艺。 但是该法也有着明显的缺陷：首先生产原料为高价的高浓度乙醇及盐酸；其次氯乙烷合成过程为可逆反应，导致氯乙烷的产率不高，最后还会产生大量废水。

发明内容

针对现有技术制备氯乙烷时反应温度要求高，氯乙烷产率低且会产生大量废水的问题，本发明公开了一种Zn/介孔碳催化剂，将介孔碳作为载体，将活性组分前驱体负载于载体上并进行活化，能够实现氯乙烷的高效合成。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于生产氯乙烷的Zn/介孔碳催化剂，其特征在于：所述催化剂是将Zn活性组分前躯体负载于载体上并活化得到的，所述活性组分前躯体为锌盐，所述载体为介孔碳。

进一步的，所述锌盐包括Zn(OH)₂、Zn(CH₃COO)₂、ZnCO₃ 、ZnCl₂中的至少一种。

进一步的，所述活性组分以Zn计，其质量为载体质量的0.5%-20%。

一种用于生产氯乙烷的Zn/介孔碳催化剂的制备方法，包括如下步骤：

载体的制备：将市售介孔碳浸渍于碱性溶液中的进行加热回流处理，其中介孔碳孔径为2nm~100nm，比表面积在200 -2000m²/g，再将碱处理后的介孔碳进行煅烧后并缓慢降温至常温，即得所需介孔碳载体；

活性组分的负载：将介孔炭浸渍于制备好的锌盐前躯体溶液中，烘干溶液中的水分之后，首先在惰性气体的保护下煅烧以便进一步分解负载的锌盐，再在维持保护气的条件下通入氢气还原，即得所需催化剂。

进一步的，所述锌盐包括Zn(OH)₂、Zn(CH₃COO)₂、ZnCO₃ 、ZnCl₂中的至少一种。

进一步的，所述碱性溶液包括KOH、NaOH、K₂CO₃中的一种或几种的混合液。

进一步的，所述活性组分以Zn计，其质量为载体质量的0.5%-20%。

有益效果：

本发明提供的Zn/介孔碳催化剂对乙醇与盐酸或氯化氢反应生成氯乙烷具有极高的催化活性，反应条件比较温和，可明显降低反应温度；本催化剂能够提高乙醇合成氯乙烷的转化率及产率，并易与产品分离。该催化剂具有良好的重复利用性，与ZnCl₂催化剂相比，大大减少含ZnCl2废水排放量，减少环境危害，可作为工业化应用的基础。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明提供的催化剂通过以下步骤进行制备：

步骤1，介孔碳载体的制备

将市售介孔碳（孔径为2nm~100nm，比表面积在200 -2000m²/g）浸渍于碱性溶液中的进行加热回流处理，再将碱处理后的介孔碳置于600 ℃条件下煅烧3 h并缓慢降温至常温，即得所需介孔碳载体；当然，也可以采用NaOH、K₂CO₃等其他碱性溶液作为活化剂。

步骤2，Zn/介孔碳催化剂的制备