專利名稱：一種用于提高乙炔氫氯化合成氯乙烯汞催化劑性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種提高汞催化劑性能的方法，特別是一種用于提高こ炔氫氯化合成氯こ烯汞催化劑性能的方法。
背景技術(shù)：
聚氯こ烯是世界五大合成樹脂之一，廣泛用于エ業(yè)、農(nóng)業(yè)、建材等國民經(jīng)濟重要領(lǐng)域。氯こ烯單體是重要的有機化工合成原料，主要用途是生產(chǎn)聚氯こ烯樹脂和其他氯こ烯共聚物，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展其需求量與日俱增。氯こ烯來源主要有電石こ炔法、石油こ烯法和ニ氯こ烷裂解法。我國“缺油、貧氣、富煤”的能源結(jié)構(gòu)，決定了電石こ炔法生產(chǎn)聚氯こ烯成為主流。電石こ炔法聚氯こ在こ炔氫氯化合成氯こ烯的過程中，采用活性炭負(fù)載氯化汞作為催化劑，現(xiàn)有技術(shù)中活性炭采用鹽酸酸洗之后浸潰氯化汞，大多數(shù)是負(fù)載高汞的催化劑。 由于國際限汞、汞污染環(huán)境嚴(yán)重、后續(xù)汞污染治理難大等問題，目前エ業(yè)上開始使用低固汞觸媒催化劑，雖大大降低了氯化汞含量，但汞揮發(fā)、汞觸媒穩(wěn)定性和壽命差等因素始終存在，就如何使低汞觸媒中氯化汞穩(wěn)定且得到最大的利用成為了迫切問題。中國專利文獻(xiàn)200910000950. 3和200910079509. 9均公開了氯こ烯合成非汞催化齊IJ體系，筆者詳細(xì)闡述了非汞催化劑的制備過程，以鉍元素和磷元素及助劑制備催化劑，所述催化劑中磷酸的加入與主活性組分形成磷酸鉍，起到固定鉍的作用，提高了催化劑的穩(wěn)定性，很好的替代了汞資源，但由于こ炔的強還原性，使該催化劑壽命大大降低，不能長時間エ業(yè)化應(yīng)用，所以徹底解決電石こ炔法聚氯こ在こ炔氫氯化合成氯こ烯的過程中汞污染問題依然存在。中國專利文獻(xiàn)200910102437. 5公開了ー種氯化汞低汞催化劑及其制備方法，從降低汞含量入手，起到了良好的效果，其配方中采用加入氯化汞，助劑A、助劑B、助劑C，助劑A有鑭系和錒系金屬氯化物組成，助劑B主要有BaCl2-CaCl2組成，助劑C由KCl-HCl溶液組成，加入BaCl2-CaCl2其作用是利用該助劑在水溶液中電離平衡,提升氯化汞的溶解度，以保證活性炭以汞離子和氯離子的方式吸附在氯化汞上，并且該方案中加入助劑C，助劑C主要由KCl-HCl溶液組成，其作用是增加溶質(zhì)體系的酸度和熵度，增加溶質(zhì)體系中各離子活度，提升浸泡吸附效果，從而降低活性炭吸附過程中產(chǎn)生的濃度梯度，但是方案中采用鹽酸配置助劑。鹽酸是低沸點酸具有極強的揮發(fā)性，而催化劑的制備過程中都須經(jīng)過干燥，且反應(yīng)過程溫度超過其沸點，在上述過程中大部分鹽酸被揮發(fā)掉，且極易腐蝕設(shè)備。中國專利文獻(xiàn)88102426、200810070148. 7和201110113340. I等專利都用到磷酸處理活性炭載體，加入磷酸的目的是起到活化、擴孔作用。但此類方法磷酸處理載體由于使用磷酸量大，處理載體后的磷酸無法回收利用，而造成催化劑成本増加，價格昂貴，還不可避免的出現(xiàn)磷酸污染等問題?；谏鲜鰡栴}，研究開發(fā)ー種提高こ炔氫氯化合成氯こ烯汞催化劑性能的方法是該領(lǐng)域技術(shù)人員致力研究的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種用于提高こ炔氫氯化合成氯こ烯汞催化劑性能的方法。該催化劑以活性炭為載體，在浸潰液加入磷酸，使氯化汞催化劑在使用過程中活性提高的同時延長催化劑的壽命，極大的提高了氯化汞的利用率。以下是本發(fā)明的具體技術(shù)方案一種用于提高こ炔氫氯化合成氯こ烯汞催化劑性能的方法，該催化劑以活性炭為載體浸潰負(fù)載氯化汞或負(fù)載氯化汞和助劑，其特征在于浸潰負(fù)載氯化汞或負(fù)載氯化汞和助劑時在所配置的浸潰液中添加磷酸，步驟如下準(zhǔn)備待用活性炭，其可以是酸處理后或未處理。
配置浸潰液，準(zhǔn)確稱量好活性組分，用適量的蒸餾水溶解后添加磷酸，浸潰液中磷酸的濃度為0. 01 5mol/L，充分?jǐn)嚢韬蟮谷牖钚蕴?，浸潰液用量為活性炭飽和吸附量?. I 5. 0倍,在40 80°C的熱環(huán)境中浸潰2-6小時后常溫浸潰2_24小時。干燥載體活性炭除去水分；上述的一種用于提高こ炔氫氯化合成氯こ烯汞催化劑性能的方法，其載體經(jīng)過酸處理或未酸處理，酸處理所用酸可以是鹽酸、磷酸、硝酸、硫酸、醋酸、草酸等無機酸和有機酸。本發(fā)明所述步驟，浸潰液中添加適量的磷酸，一部分磷酸的加入起到改善和増加活性炭載體上官能團(tuán)作用，從而克服了金屬離子在活性炭上吸附的缺陷。在増加汞及復(fù)配物質(zhì)金屬離子吸附量的同時，增強了金屬離子與活性炭之間的吸附力，從而增加活性位點，抑制汞流失；一部分磷酸作為催化劑原料，其有助于反應(yīng)中大分子鍵的斷裂，而且還通過縮聚和環(huán)化來參與鍵的交聯(lián)，即加速了碳鏈鍵的斷裂反應(yīng)，從而抑制積碳的產(chǎn)生，延長催化劑使用壽命。磷酸是一種中強、高沸點酸，不易揮發(fā)，適量磷酸的加入可以起到上述效果，過量磷酸的加入會抑制汞的吸附，反而降低催化劑活性。不足量磷酸加入則不能同時達(dá)到上述2點作用，故催化劑性能提升不高。


具體實施例方式為了更好的說明本發(fā)明，舉出以下實例。但本發(fā)明的范圍并不僅局限于實例，其要求保護(hù)的范圍記載于權(quán)利要求的權(quán)項中。實施例I首先稱取柱狀活性炭30g，配置酸洗溶液，用量筒準(zhǔn)確量取8ml磷酸，在量取50ml去離子水，充分?jǐn)嚢韬蠓湃牖钚蕴?，并進(jìn)行攪拌，常溫酸洗6小吋，將酸洗液傾倒后用水洗至中性，放入烘箱充分干燥。準(zhǔn)確稱取氯化汞2. 2g及相關(guān)復(fù)配物質(zhì)若干克，用45ml去離子水充分溶解后加入I. Og磷酸充分?jǐn)嚢瑁瑢⒏稍锖玫幕钚蕴康谷虢⒁褐校谠O(shè)置60°C的水浴鍋中浸潰4小時，后常溫浸潰10小吋，最后烘箱充分干燥待評價。該催化劑在3601^,230度的條件下，こ炔轉(zhuǎn)化率最高達(dá)95%以上，高溫穩(wěn)定性在10小時左右。
實施例2首先稱取柱狀活性炭30g，載體不酸處理直接干燥待用，準(zhǔn)確稱取氯化汞3. Og及相關(guān)復(fù)配物質(zhì)若干克，用60ml去離子水充分溶解后加入I. Og磷酸充分?jǐn)嚢?，將干燥好的活性炭倒入溶液中，在設(shè)置80°C的水浴鍋中浸潰6小時，后常溫浸潰16小吋，最后烘箱充分干燥待評價。該催化劑在3601^,2301:的條件下，こ炔轉(zhuǎn)化率最高達(dá)99%以上，高溫穩(wěn)定性在15小時左右。實施例3首先稱取柱狀活性炭30g，配置酸洗溶液，用量筒準(zhǔn)確量取IOml硝酸，再量取45ml去離子水，充分?jǐn)嚢韬蠓湃牖钚蕴?，并進(jìn)行攪拌，常溫酸洗10小吋，將酸洗溶液傾倒后用蒸餾水水洗至中性，放入烘箱充分干燥。準(zhǔn)確稱取氯化汞I. 5g及相關(guān)復(fù)配物質(zhì)若干克，用55ml去離子水充分溶解，將干燥好的活性炭倒入浸潰液中，在設(shè)置70度的水浴鍋中浸潰3小時，后常溫浸潰12小時，最后用烘箱充分干燥待評價。該催化劑在3601^.230度的條件下，こ炔轉(zhuǎn)化率最高達(dá)95%以上，高溫穩(wěn)定性在10小時左右。實施例4首先稱取柱狀活性炭30g，配置酸洗溶液，配置0. lmol/L的鹽酸，放入活性炭后充分?jǐn)嚢?，常溫酸?小時，將酸洗溶液傾倒后用蒸餾水水洗至中性，放入烘箱充分干燥。準(zhǔn)確稱取氯化汞2. Og及相關(guān)復(fù)配物質(zhì)若干克，用65ml去離子水充分溶解后加入0. Sg磷酸充分?jǐn)嚢?，將干燥好的活性炭倒入浸潰液中，在設(shè)置50度的水浴鍋中浸潰5小時，后常溫浸潰20小吋，最后烘箱充分干燥待評價。該催化劑在3601^,230度的條件下，こ炔轉(zhuǎn)化率最高達(dá)90%以上，高溫穩(wěn)定性在8小時左右。本發(fā)明試驗效果對比
權(quán)利要求
1.一種用于提高こ炔氫氯化合成氯こ烯汞催化劑性能的方法，該催化劑以活性炭為載體浸潰負(fù)載氯化汞或負(fù)載氯化汞和助劑，其特征在于浸潰負(fù)載氯化汞或負(fù)載氯化汞和助劑時在所配置的浸潰液中添加磷酸。
2.按照權(quán)利要求I所述的ー種用于提高こ炔氫氯化合成氯こ烯汞催化劑性能的方法，其特征在于浸潰液中磷酸濃度為O. Ol 5mol/L。
3.按照權(quán)利要求I所述的ー種用于提高こ炔氫氯化合成氯こ烯汞催化劑性能的方法，其特征在于催化劑浸潰條件為40 80°C的熱環(huán)境中浸潰2-6小時后常溫浸潰2-24小時。
4.按照權(quán)利要求I所述的ー種用于提高こ炔氫氯化合成氯こ烯汞催化劑性能的方法，其特征在于所述浸潰液用量為活性炭飽和吸附量的O. I 5. O倍。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于提高乙炔氫氯化合成氯乙烯汞催化劑性能的方法。該催化劑以活性炭為載體浸漬負(fù)載氯化汞或負(fù)載氯化汞和助劑，在所配置的浸漬液中添加磷酸，磷酸在浸漬液的濃度為0.01-5mol/L，充分?jǐn)嚢韬蟮谷牖钚蕴?，浸漬液用量為活性炭飽和吸附量的0.1-5.0倍，浸漬時間為2-24小時；干燥催化劑后待評價。該催化劑在乙炔氫氯化合成氯乙烯的過程中，在增加催化劑活性的同時極大的提高了催化劑的穩(wěn)定性，具有充分發(fā)揮汞的催化性能，充分利用汞資源，抑制催化劑積碳等作用，該制備方法簡單、成本低、效果好、具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
文檔編號C07C21/06GK102658181SQ201210114498
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月14日
發(fā)明者夏銳, 龐曉東, 張傳彩, 張學(xué)魯, 李國棟, 李春華, 李靜, 王小昌, 王小艷, 胡文虎, 鄭偉玲, 陳萬銀 申請人:新疆兵團(tuán)現(xiàn)代綠色氯堿化工工程研究中心(有限公司)