[发明专利]一种电石法合成氯乙烯的非贵金属无汞催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电石法合成氯乙烯的非贵金属无汞催化剂及制备方法，该催化剂以普通的活性炭为载体，以氯化镉为主活性组分，以硝酸镉为辅活性组分，以钾、钡、锌、铈、镧等元素的氯化物为助剂，添加乙二醇为表面活性剂，通过超声波辅助分散制得。本发明所提出的非贵金属无汞催化剂在催化合成氯乙烯时工作稳定，生产出的氯乙烯质量好，副产物少，乙炔转化率高，该催化剂制备工艺简单，制备条件温和，成本低，性价比高，环保无污染，符合国家相关政策规定和工业化实际要求，具备一定的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种电石法合成氯乙烯的无汞催化剂制备技术，特别涉及一种电石法合成氯乙烯的非贵金属无汞催化剂及制备方法。

背景技术

随着国内产业升级的进行，对于各种塑料的需求越来越大，聚氯乙烯是当前使用最广泛的通用塑料之一，其优越的理化性能和通用性，使其在塑料行业长盛不衰。氯乙烯是聚氯乙烯的单体，氯乙烯的合成工艺很大程度决定了聚氯乙烯的生产成本。当前世界上氯乙烯的合成工艺主要分乙炔法和乙烯法，国内煤资源相对丰富，促使了国内以乙炔法合成氯乙烯为主要的合成方法。但是乙炔法合成氯乙烯所使用的的汞催化剂存在剧毒，易流失，难回收的，汞资源消耗大，成本飙升的问题，迫使国内外的相关行业研发人员努力研发无汞催化剂作为代替品。

国内外无汞催化剂的研究取得重要成果主要集中在金、银和铂系贵金属元素为活性组分的贵金属无汞催化剂。专利（CN106824231A）提出一种活性炭负载氯化银制备的无汞催化剂，具备高汞催化剂的催化性能，专利201010248348.4提出了一种钌的氯化物为活性组分的无汞催化剂，乙炔转化率高，氯乙烯选择性好，专利201410713929.9公布了一种高分散的载金无汞催化剂，主要以氯金酸复配其它金属氯化物助剂和表面活性剂制备，催化性能优越，但是贵金属催化剂受到原料成本高昂的原因目前很难进行工业化生产。国内外研究的非贵金属无汞催化剂的活性普遍偏低，或多或少存在乙炔转化率低，氯乙烯选择性差且稳定性差，载体的改性流程长，改性手段复杂，可操作性不强的问题。探索出合适于氢氯化合成氯乙烯的的无汞催化剂对聚氯乙烯工业有重大的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电石法合成氯乙烯的非贵金属无汞催化剂及其制备方法，用来解决现有技术中乙炔法使用汞催化剂以及无汞催化剂研发面临的问题。该催化剂以普通的活性炭为载体，以氯化镉为主活性组分，以硝酸镉为辅活性组分，以钾、钡、锌、铈、镧等元素的氯化物为助剂，添加乙二醇为表面活性剂，通过超声波辅助分散得到非贵金属无汞催化剂。本发明所提出的非贵金属无汞催化剂在催化合成氯乙烯时工作稳定，生产出的氯乙烯质量好，副产物少，乙炔转化率高，该催化剂制备工艺简单，制备条件温和，成本低，性价比高，环保无污染，符合国家相关政策规定和工业化实际要求，具备一定的应用价值。

本发明的具体技术方案如下所述：

一种电石法合成氯乙烯的非贵金属无汞催化剂及其制备方法，其制备步骤在于：

（1）浸渍液的配制：首先将一定量的氯化镉、硝酸镉和钾、钡、锌、铈、镧等元素的氯化物的一种或多种加入到一定浓度的盐酸溶液中，在常温下搅拌均匀配成浸渍液，所述的氯化镉占载体质量百分含量为1-50%，所述的硝酸镉占载体的质量百分含量为0.5-10%，所述的钾、钡、锌、铈、镧等元素占载体的质量百分含量为0.01-20%，所述的盐酸浓度1-8mol/L，钾、钡、锌、铈、镧等元素的氯化物优先钡、镧的氯化物。

（2）浸渍液的负载分散：将配好的浸渍液加入一定量的乙二醇表面活性剂，搅拌均匀，等体积浸渍到活性炭上，通过一定功率的超声波辅助分散，所述的乙二醇占载体的质量分数为0.1-3%，所述的超声波功率为60-1000W，分散时间为4-12h。

（3）催化剂成型：将活性组分分散好的载体放入鼓风干燥箱内干燥，干燥温度为80-120℃，干燥时间为6-36h，在马弗炉180-300℃下灼烧0.5-5h，得到最后成型的高分散、多官能团的非贵金属无汞催化剂。