[发明专利]一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒的制备方法，所述制备方法包括：FAU分子筛预处理、浸渍、FAU分子筛后处理、负载、烘干、激活。本发明还提供一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒，其在180‑195℃反应温度下即可实现最佳的催化性能，并且在反应过程中，几乎无副产物的产生，终端产品质量好。在反应温度为180‑195℃，乙炔空速60‑70^‑1条件下，副反应损耗定额小于1.02kg/t，终端产品中高沸物副产物含量小于0.03%，乙炔初始转化率大于99.1%，氯乙烯选择性大于99.0%。

技术领域

本发明涉及无汞触媒领域，尤其是涉及一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒及其制备方法。

背景技术

氯乙烯，是合成聚氯乙烯的单体。聚氯乙烯树脂是一种重要的塑料原料，是五大通用合成树脂之一，具有良好的物理及机械性能，广泛应用于工业制品、建材、管材、装饰材料、电线电缆，同时在包装材料、密封材料、纤维等方面也有广泛的应用。氯乙烯单体的生产是聚氯乙烯工业中的一个重要环节。

目前，世界上氯乙烯的生产技术主要有三种乙炔法、乙烯法和乙烷法。乙炔法是最早工业化的氯乙烯生产技术。此法优点是流程简单，转化率高，但缺点是耗电量较大，尤其其中使用含汞催化剂严重危害工人健康，并造成严重的环境污染。随着生产工艺的发展，在发达国家乙炔法已经被乙烯法路线所取代。但是，我国是一个“多煤、少气、贫油”的国家，我国的乙烯产出基本上完全依赖于石油。从1993年开始，我国就从石油净出口国变为进口国，尤其近几年我国石油进口量持续不断增长，对进口石油的依赖度越来越大。

因此，对我国而言，还是要主要并长期采用乙炔法生产氯乙烯。国内整体的氯乙烯产业布局主要集中在西北地区。早在2015年之前，我国乙炔法制氯乙烯行业全部使用的是汞触媒(HgCl2%≥10%)或低汞触媒(HgCl2%：4%-6.5%)对氯乙烯的制备进行催化。由于汞对环境和人体健康的严重影响，采用无汞触媒对氯乙烯的制备意义重大。

目前关于乙炔法聚氯乙烯无汞触媒催化剂的研究主要包括贵金属催化剂、非贵金属催化剂以及非金属催化剂。其中，非贵金属催化剂相较于贵金属催化剂、非金属催化剂，具有成本低、环境危害小、催化活性较高等特点，完全能够达到工业化应用的要求，日渐取代汞触媒成为氯乙烯行业的主力催化剂。

申请人经研究发现，目前采用无汞触媒催化剂对乙炔法制氯乙烯的生产工艺中，为避免在较高反应温度下易产生副产物，影响终端产品质量及纯度的缺陷，现有工艺及催化剂往往是采用降低反应温度的方法，以抑制副产物的产生，同时避免催化剂有效成分的流失。但是采用上述的生产方法，一方面由于乙炔法制氯乙烯的反应为放热反应，采用降低反应温度的做法，需要采用冷媒对反应系统进行温度控制，并将其控制在比较低的温度范围内，由此冷却系统能耗较高，并增加设备检修、维护成本；另一方面，采用降低反应温度的做法，在一定程度上会降低反应速率，增加生产的时间、人力成本。

中国专利CN106492869A公开了一种用于乙炔氢氯化反应的非贵金属无汞催化剂及其制备方法和应用，其采用铜盐、铵盐和磷酸作为催化剂活性成分，负载于活性炭上，制得所述的无汞催化剂。但是，采用该催化剂对乙炔氯氢化反应进行催化时，其反应温度需控制在130℃，该做法需要采用冷媒对反应系统进行温度控制，其冷却系统能耗较高；同时，还会在一定程度上会降低反应速率；综合下来，其时间、人力、设备成本较高。

中国专利CN103894220B公开了一种用于乙炔氢氯化反应的分子筛无汞催化剂及其制备方法，其采用50-100wt％的FAU型硅铝分子筛和0-50wt％的二氧化硅、氧化铝的非分子筛组分相结合，制得所述的催化剂。但是，所述的催化剂对乙炔氯氢化反应进行催化的过程中，其性能衰减较快，具体表现为转化率的下降，需要额外的催化剂再生工序恢复所述催化剂性能，不但浪费时间，还会影响生产的正常连续稳定运行；同时所述催化剂的催化寿命不够理想，还有待进一步提高。

发明内容