[发明专利]气相脱氟化氢合成1;3;3;3-四氟丙烯用长寿命、环保催化剂

说明书

本发明公开一种气相催化1,1,1,3,3‑五氟丙烷脱氟化氢合成1,3,3,3‑四氟丙烯用长寿命、环保催化剂。是为了解决传统铬/钒基催化剂存在环境问题，大量使用重金属铬会引起一系列严重的污染、健康等问题以及现有脱氟化氢催化剂寿命短的难题。本发明公开的催化剂组成为M/MgF₂，其中基体MgF₂为具有金红石相及纳米球形结构、比表面积大于120m²/g、500℃内抗烧结性能优越的高稳定性MgF₂，活性组分M选自Co³⁺、Ni²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、La³⁺、Al³⁺、Ga³⁺、Mn⁴⁺、Cu²⁺中的一种或几种。催化剂制备包括以下步骤：(1)制备含镁源及掺杂金属离子的多元醇溶液，在150～240℃下滴加氟化试剂获得催化剂干凝胶；(2)将干凝胶在300～500℃下焙烧，最后在150～400℃下氟化处理制得长寿命、环保高性能催化剂。

技术领域

本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种气相催化1,1,1,3,3-五氟丙烷脱氟化氢合成1,3,3,3-四氟丙烯用长寿命、环保催化剂。

背景技术

1,1,1,3-四氟丙烯，简称HFO-1234ze，分子式为CF₃CH＝CHF，无毒，不燃，ODP为零，GWP约为6，且大气停留时间短，化学性能稳定，制冷性能好，研究发现HFO-1234ze可做单一工质的制冷剂和发泡剂替代HFC-134a。

迄今，在已知的众多HFO-1234ze合成方法中，以1,1,1,3,3-五氟丙烷为原料经气相脱氟化氢合成具有操作简单、时空收率高、易于放大的特点，最受工业界的关注，其中核心技术为相应的脱氟化氢催化剂。中国专利CN107042104A公开了一种Cr₂O₃-NiO-MgF₂负载型催化剂实现1,1,1,3,3-五氟丙烷气相脱氟化氢合成HFO-1234ze。中国专利CN107715897A公开了一种V₂O₅/AlF₃·C催化剂实现上述气相脱氟化氢反应。中国专利CN101265155B公开了采用氟化Cr₂O₃、AlF₃、10％MgF₂-90％AlF₃中一种或多种催化剂存在下实现气相脱氟化氢合成HFO-1234ze。中国专利CN105431100B公开了使用一种Al₂O₃负载型催化剂实现气相脱氟化合成HFO-1234ze，活性组分选自K、Zn和Mg的无机盐。

上述报道的气相脱氟化氢反应用催化剂多数以铬、钒为核心组分，然而铬、钒作为重金属元素，大量排放会对生态环境造成严重污染；尤其六价铬是一种剧毒物质对动物、人类健康构成极大的威胁。此外，尽管上述催化剂在使用过程展现出较高的反应活性，但都存在稳定性差的难题，均无法实现长周期、高稳定催化脱氟化氢反应，尚达不到工业应用标准。基于此，为应对日益严峻的环保形势和工业应用，迫切需要设计、制备长寿命、环保催化剂用于气相1,1,1,3,3-五氟丙烷脱氟化氢合成HFO-1234ze反应。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明的目的是提供一种不含铬/钒、环境友好、寿命长的气相脱氟化氢反应用催化剂。本发明的这种催化剂具有不含重金属、绿色环保、比表面积大、纳米球形结构、高温抗烧结能力好的特点，从而获得高活性、高催化稳定性的气相催化脱氟化氢反应性能。