[发明专利]一种以二氧化钛纳米管为载体的乙炔氢氯化非汞催化剂

说明书

一种以二氧化钛纳米管为载体的乙炔氢氯化非汞催化剂，包括二氧化钛纳米管和吸附在二氧化钛纳米管上的Au‑Cu‑Fe复合盐。所述的Au‑Cu‑Fe复合盐经过浸渍吸附在二氧化钛纳米管上。所述的浸渍分为三步：第一步，将Au‑Cu‑Fe复合盐溶解在盐酸溶液中；第二步，将二氧化钛纳米管浸入溶液中；第三步，将浸润的二氧化钛纳米管进行干燥，即可得到乙炔氢氯化非汞催化剂；第四步，将制得的非汞催化剂在一定催化温度、一定空速下对乙炔氢氯化反应进行催化。本发明的所公开的一种以二氧化钛纳米管为载体的乙炔氢氯化非汞催化剂，通过Au、Cu和Fe三种元素离子的协同作用，保证乙炔氢氯化的转化率、调节乙炔氢氯化的反应选择性，从而保证催化剂的寿命和催化乙炔氢氯化的活性。

技术领域

本发明涉及乙炔氢氯化反应的催化剂，尤其涉及一种以二氧化碳纳米管为载体的不含汞类物质的乙炔氢氯化的催化剂。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）是五大热塑性塑料之一，其应用涉及到众多的领域。目前我国80%的PVC生产工艺为电石法，也就是电石与水反应制备乙炔，乙炔与氯化氢反应合成氯乙烯单体，然后经聚合反应制备PVC。在PVC生产过程中，常见的氯乙烯单体的合成主要采用氯化汞作为催化剂。由于在生产过程中氯化汞会发生缓慢的分解，释放出汞。因此，电石法生产PVC过程中易于产生汞污染。同时，由于自然界中汞的资源也有限，所以如何降低或避免氯化汞催化剂的使用就越来越得到了行业的重视，开发低汞和非汞催化剂就成为行业发展的重点。

新疆天业王小艳等研究了一种低汞乙炔氢氯化催化剂，申请号：CN201310146100.0，催化剂由主活性组分氯化汞、辅助活性组分钴、锰、银、铜的氧化物的至少一种、载体活性炭组成，其中氯化汞占催化剂载体重量的2〜4%，该公司还研究了固汞催化剂（申请号：CN201010203376.4），高活性复合汞催化剂（申请号：CN201010203363.7）等低汞催化剂。成都惠恩精细化工有限责任公司周莹等也研究了用于乙炔氢氯化反应的低汞催化剂（申请号：CN201110246027.5），该催化剂制备工艺为将氯化汞负载于活性炭上，原料的重量组成为活性炭100份，氯化汞4~5份，必要助剂总量8~10份，非必要助剂总量1~5份。必要助剂为氯化铋2~5份，氯化铈1~5份，氯化钡1~5份和氯化铜2~5份；非必要助剂包括氯化钾、磷酸、氯化锌和氯化亚铜中的至少一种。该公司同时还研究了其它的低汞催化剂（申请号：CN201110246027.5）。

低汞催化剂的研究已经取得了一定的进展，在实际生产中也得到了一定的应用，但是该类催化剂本质上仍然是含汞催化剂，并没有彻底消除汞污染的潜在危险，在长期的生产过程中仍然会产生一定的汞消耗和汞污染。因此，开发非汞催化剂就得到了人们的极大关注。

华东理工大学王声浩等研究了活性炭负载钾配位的三氯化金的乙炔氢氯化催化剂性能，结果表明该类催化剂的催化活性较好（华东理工大学学报，2010，36（1）：20-24）。石河子大学王琴琴等也研究了活性炭负载不同比例的三氯化金和一氯化金时的催化乙炔氢氯化性能，结果表明，当二者的比例为2：1时，其催化活性最高（石河子大学学报，2015，33（1）：1-6）。金基催化剂是目前最有前途的非汞乙炔氢氯化催化剂，但是其寿命较短的缺点一直没有克服，华东理工大学程晓光等研究了三氧化二铝负载三氯化金和氯化铜复合催化剂的失活原因，结果表明催化剂表面积炭是催化剂失活的主要原因，当表面积碳去除后，其活性基本得到恢复（石油炼制与化工，2014，45（12）：43-46）。