[发明专利]用于乙炔氢氯化反应的丙二胺改性低钌催化剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于乙炔氢氯化反应的丙二胺改性低钌催化剂，其包括活性炭载体、负载组分和助剂；所述负载组分为钌盐，所述助剂为丙二胺；所述钌盐中，钌离子的负载量为0.2wt％‑0.6wt％。优点：本发明通过降低贵金属钌的负载量，通过加入丙二胺助剂并且通过焙烧处理后对钌基催化剂进行改性，开发出性能与1wt％钌基催化剂相当的低钌含量催化剂，不仅降低成本，而且催化活性和稳定性更优于1wt％钌基催化剂。

技术领域：

本发明涉及乙炔氢氯化反应用钌基催化剂技术领域，特别涉及一种用于乙炔氢氯化反应的丙二胺改性低钌催化剂及其制备方法。

背景技术：

聚氯乙烯(PVC)在医疗保健、医疗设备、电子产品、汽车工业以及建筑领域中被广泛应用；PVC是由氯乙烯(VCM)在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，所以VCM是生产PVC的重要单体；乙炔氢氯化反应在氯碱工业中具有重要的意义，工业应用中通常利用乙炔氢氯化反应生产VCM，而用来催化乙炔氢氯化反应生产VCM的催化剂通常为活性炭负载汞催化剂(HgCl₂/AC)，但是该催化剂在较高温度的反应过程中会挥发有毒的汞蒸气，汞的挥发不仅会使催化剂失活，而且流失的汞资源难回收，升华的汞蒸气是有毒有害的气体，不仅对身体健康造成危害，还导致环境污染，所以开拓出一种非汞、无污染、可持续发展的新型催化剂是当前面临的主要问题。

目前，研究人员对乙炔氢氯化反应及其催化剂的研究做了大量的实验，研究表明，金催化剂在催化活性和选择性上可以与汞催化剂媲美，但是在低温反应区时由于碳沉积导致催化剂失活，在高温反应区时，由于Au³⁺被还原为Au⁰而使催化剂失活，并且金催化剂的实验反应温度区间不能满足乙炔法生产氯乙烯的工业要求，金的价格非常昂贵，给工业应用带来了成本上的压力，所以金催化剂在工业上的应用不易实现；其他金属和非金属催化剂大都存在活性低，活性组分流失快，寿命低等问题，同样不适合工业应用；而钌基催化剂作为一种在催化活性和选择性上可以与金催化剂媲美价格却远低于金的贵金属备受研究人员的关注，然而大量研究表明，钌基催化剂在反应过程中容易形成积碳、高价钌物种被还原成低价钌以及团聚等现象造成催化剂失活，并且应用于乙炔氢氯化反应的钌基催化剂中钌的负载量较高(如1％)，而钌负载量较高的钌基催化剂，其高成本严重制约了钌基催化剂的工业应用。

发明内容：

本发明的第一个目的在于提供一种将活性组分钌的负载量从1wt％降低至0.25wt％以降低成本，而且能够提升催化剂催化活性和稳定性的用于乙炔氢氯化反应的丙二胺改性低钌催化剂。

本发明的第二个目的在于提供一种能够将活性组分钌的负载量从1wt％降低至0.25wt％，降低成本，而且能够提升催化活性和稳定性；并为乙炔氢氯化反应催化工艺提供指导思路的用于乙炔氢氯化反应的丙二胺改性低钌催化剂的制备方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：用于乙炔氢氯化反应的丙二胺改性低钌催化剂，其包括活性炭载体、负载组分和助剂；所述负载组分为钌盐，所述助剂为丙二胺；所述钌盐中，钌离子的负载量为0.2wt％-0.6wt％。

进一步地，所述丙二胺与钌离子的质量比为3:1-6:1。

进一步地，所述丙二胺与钌离子的质量比为3:1。

进一步地，所述钌盐中钌离子的负载量为0.25wt％。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施：用于乙炔氢氯化反应的丙二胺改性低钌催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)对活性炭进行预处理，得到的活性炭记为AC；

(2)活性炭AC负载丙二胺，得到的催化剂记为AC-D；

(3)将负载丙二胺后的催化剂AC-D在200℃、氮气气氛下焙烧2h，得到的催化剂记为AC-3D-200；