[发明专利]一种用于乙炔法生产醋酸乙烯的催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于乙炔法醋酸乙烯生产的催化剂及其制备方法。所述催化剂以有序介孔碳为载体，醋酸锌为活性组分。本发明使用的催化剂载体有序介孔碳具有有序介孔结构，能够有效减少积炭，延长催化剂的寿命，并且催化剂的比表面积高。在乙炔法制醋酸乙烯的反应中使用该催化剂能够显著提高醋酸的转化率，并且产物中醋酸乙烯的选择性高，时空收率也显著提高。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及一种用于乙炔法合成醋酸乙烯的催化剂及制备方法。

背景技术

醋酸乙烯，又称醋酸乙烯酯，是世界上产量最大的有机化工原料之一，也是醋酸主要的下游产品之一，工业用途广泛。可以通过自身聚合或与其他单体共聚生产许多化工产品。

生产醋酸乙烯的方法有乙烯法和乙炔法。乙烯法制备醋酸乙烯使用贵金属催化剂，价格昂贵，并且乙烯的来源有限，因此，目前生产醋酸乙烯主要采用乙炔法。

自1922年德国Muquaen成功开发出乙炔法气相合成醋酸乙烯以来，工业化装置中使用的一直是醋酸锌/活性炭催化剂。但是，醋酸锌/活性炭催化剂机械强度较差，并且作为载体的活性炭具有大量小于2nm的微孔，孔径较小，扩散阻力大，造成反应过程中中间产物不容易离开而产生结焦，堵塞其有效孔结构而造成催化剂活性下降，催化剂的使用寿命短，并且使用醋酸锌/活性炭催化剂副产物多，分离过程复杂。为了改善催化剂的性能，有采用超声、表面氧化处理等手段改善活性炭的孔结构及表面官能团来提高催化剂的活性；也有通过添加助剂的方式来提高催化剂活性；另外有尝试使用γ-氧化铝、高分子(树脂基)衍生炭、多孔炭小球、碳/Al₂O₃复合载体作为催化剂载体。然而，上述催化剂应用在乙炔法制备醋酸乙烯生产中均未取得令人满意的效果。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提出制备醋酸锌/有序介孔碳催化剂应用于乙炔法生产醋酸乙烯的过程中。具体的，本发明采用如下技术方案：

一种用于乙炔法生产醋酸乙烯的催化剂，其中，所述催化剂以有序介孔碳为载体，醋酸锌为活性组分。

本发明以有序介孔碳为催化剂载体，有序介孔碳孔道高度有序排列，孔道结构规则，孔径分布窄且连续可调，表面积和孔容较大，具有较强的化学惰性，骨架结构刚性较强，具有较强的机械强度，因此，作为催化剂载体，应用在乙炔法制备醋酸乙烯的反应中，能够显著提高催化剂的活性，减少积炭，延长催化剂寿命。

根据本发明的优选实施方式，所述催化剂中醋酸锌与介孔碳的质量比为(0.1-0.6):1，优选为(0.30-0.56):1。

根据本发明的优选实施方式，所述介孔碳的孔径为2-10nm，优选为3-10nm。

根据本发明的优选实施方式，孔容为0.3-1.4cm³/g，优选为0.5-1.2cm³/g。

根据本发明的优选实施方式，比表面积为350-1000m²/g，优选为500-900m²/g。

本发明还提供了一种上述催化剂的制备方法。根据本发明，所述催化剂的制备中采用浸渍法将活性组分负载在催化剂载体上。

具体地，所述催化剂的制备方法包括：

步骤I、将醋酸锌溶于水中形成浸渍液；

步骤II、将有序介孔碳浸渍于上述浸渍液中，干燥即得醋酸锌/有序介孔碳催化剂。

根据本发明的优选实施方式，所述步骤I中醋酸锌与水的质量比为(5-40):100，优选为(6-35):100。