[发明专利]一种超低汞触媒及其制备方法

说明书

一种用于乙炔氢氯化反应制取氯乙烯的超低汞触媒，包括主活性组分氯化汞、第二活性组分氯化铜、助活性组分镧系元素氯化物和活性炭载体，所述氯化汞占所述超低汞触媒重量的1.5～4％，所述氯化铜中铜的含量占所述超低汞触媒重量的1～6％，所述镧系元素氯化物中金属元素的含量占所述超低汞触媒重量的1～6％，其余为活性炭载体。本发明的超低汞触媒具有活性高、热稳定性强、强度大、汞损失率低、寿命长等特点。制备方法简单、副产物少，成本低，对环境污染小。广泛应用于乙炔氢氯化反应制备氯乙烯的催化剂，乙炔转化率可达90～99％，氯乙烯选择性达99％以上。

技术领域

本发明涉及汞触媒领域，具体来说，涉及超低汞触媒领域。

背景技术

聚氯乙烯是五大通用塑料之一，广泛应用于工业、农业、国防、化学建材等重要领域。生产聚氯乙烯所用的主要原料为氯乙烯。国内氯乙烯的生产受原料来源的限制，广泛采用乙炔法。由于乙炔法采用的触媒中，主活性组分为氯化汞，具有高毒性和易挥发性，对环境和人体危害极大。为了减小汞污染，目前，行业使用的触媒已更换为汞含量4.5～6.5％的低汞触媒，暂时满足了水俣公约对汞削减的要求。

彻底消除汞污染的最好方法是开发非汞触媒。触媒不含汞则不会再造成汞污染。但经过多年的开发，非汞触媒距工业应用仍有较大距离。因此，开发相对低汞触媒而言更为环保的超低汞触媒是关系到氯乙烯行业生存和发展的关键问题。

对乙炔氢氯化反应有催化效果的金属盐类有很多种，但效果均差于氯化汞。而根据低汞触媒和非汞触媒的研究结果，将多种对乙炔氢氯化反应有催化效果的金属盐混合后使用，可以提高触媒的催化性能。

本发明以氯化汞为主活性组分，氯化铜为第二活性组分，辅以镧系元素氯化物，利用元素间的协同作用，稳定金属离子的存在状态，从而制备了具有高活性的超低汞触媒。

在中国专利数据库中涉及超低汞触媒的专利有《一种纳米功能化石墨烯超低汞触媒及其制备方法》公开(公告)号为CN107096550A，《低汞触媒在线活化再生方法及装置》公开(公告)号为CN110124753A，《低汞触媒生产制备系统》公开(公告)号为CN109999860A，《一种环保低汞触媒及其制备方法和应用》公开(公告)号为CN106492851B，《低汞触媒生产制备系统》公开(公告)号为CN109999860A，《低汞催化剂的制备工艺及装置》公开(公告)号为CN108479818A，《一种低汞催化剂的制备方法与应用》公开(公告)号为CN108295876A。然而迄今为止，尚无采用本发明所述的技术方案制备的高活性超低汞触媒,以解决汞易挥发，对环境和人体危害极大的问题的申请件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汞含量小于4％的超低汞触媒，以减少汞的损失率，减小汞对环境的污染，从而减小汞对人体的危害。

为此，本发明提供一种用于催化乙炔氢氯化反应制备氯乙烯的超低汞触媒，在该触媒作用下，乙炔转化率高，氯乙烯选择性好，对环境污染小。

本发明所述超低汞触媒包括主活性组分氯化汞、第二活性组分氯化铜、助活性组分镧系元素氯化物和活性炭载体。

主活性组分氯化汞，含量为触媒重量的1.5～4％。

第二活性组分为氯化铜，铜的含量为触媒重量的1～6％。

助活性组分镧系元素盐为镧系元素氯化物，镧系元素为镧、铈、镨、钕等元素的一种或几种，镧系元素盐中，镧系元素的含量为触媒重量的1～6％。

活性炭载体为椰壳质碳、果壳质碳、煤质炭中的一种或多种。

本发明的超低汞触媒是将上述各活性组分负载到载体上制得，可采用一般的浸渍法来进行制备，也可采用沉积法、喷涂法等方法进行制备。采用浸渍法时可通过以下步骤进行：载体的净化洗涤、脱水干燥；活性组分配制成母液；母液与载体混合浸渍；载体过滤除去多余的溶液，干燥后即得本发明的超低汞触媒。