[发明专利]一种乙炔氢氯化合成氯乙烯的Hg-Ni催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用乙炔合成氯乙烯用低汞催化剂的制备方法。

背景技术

随着国民经济的持续高速发展，聚氯乙烯的需求量越来越大。我国主要以电石乙炔法生产聚氯乙烯，生产过程中使用的催化剂汞含量较高，流失的汞造成了严重的环境污染，另一方面汞资源匮乏，我国对汞催化剂的用量也提出了限制，现在我们将面临着“无汞可用，不能用汞”的局面。

无汞催化剂的开发是解决这个问题的最佳途径，但现在无汞催化剂开发不成熟，迄今为止尚未见工业化报道。本发明涉及一种新型低汞催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以降低氯化汞负载量、副产物少、催化效果好和寿命长的乙炔氢氯化制氯乙烯的催化剂及其制备方法。

主要技术方案：乙炔氢氯化制氯乙烯的催化剂包括惰性载体和两种金属盐，其中HgCl₂的含量占催化剂重量的3％～5％，Ni与Hg的摩尔比为1～5；用多孔载体负载活性组分，多孔载体使用沥青基、煤基或果壳活性炭。乙炔氢氯化制氯乙烯的催化剂的制备方法为：

①将计量的HgCl₂用稀盐酸配制成溶液，最终HgCl₂的含量为催化剂重量的3％～5％；

②将惰性载体浸渍在配好的溶液中，在80℃的恒温水浴中浸渍10小时以上；

③在水浴上加热至液体基本蒸发完毕，然后放入烘箱中烘干，得到Hg催化剂；

④将氯化镍按摩尔比Ni∶Hg＝1～5称量，用1mol/L的盐酸溶解，配成溶液；

⑤将Hg催化剂浸渍在氯化镍的盐酸溶液中，在80℃的恒温水浴中浸渍10小时以上；

⑥在水浴中加热至液体基本蒸发完毕，然后放入烘箱中烘干，所得物即为乙炔氢氯化制氯乙烯的催化剂。

本发明的优点在于：制备方法工艺简单、容易操作，制备的催化剂中HgCl₂的含量为催化剂重量的3％～5％，并且反应活性高，选择性好，副产物少，乙炔的转化率超过99％，氯乙烯选择性接近100％，强度高，寿命长。

该催化剂的制备流程见图1。

附图说明

图1是本发明催化剂的制备流程示意图。

图2是本发明催化剂评价流程示意图。

具体实施方式

实施例1：本实施方式中乙炔氢氯化制氯乙烯的催化剂包括惰性载体和两种金属盐，其中HgCl₂的含量占催化剂重量的3％～5％，Ni与Hg的摩尔比为1～5；用多孔载体负载活性组分，多孔载体使用沥青基、煤基或果壳活性炭。乙炔氢氯化制氯乙烯的催化剂的制备方法为：①将计量的HgCl₂用稀盐酸配制成溶液，最终HgCl₂的含量为催化剂重量的3％～5％；②将惰性载体浸渍在配好的溶液中，在80℃的恒温水浴中浸渍10小时以上；③在水浴上加热至液体基本蒸发完毕，然后放入烘箱中烘干，得到Hg催化剂；④将氯化镍按摩尔比Ni∶Hg＝1～5称量，用1mol/L的盐酸溶解，配成溶液；⑤将Hg催化剂浸渍在氯化镍的盐酸溶液中，在80℃的恒温水浴中浸渍10小时以上；⑥在水浴中加热至液体基本蒸发完毕，然后放入烘箱中烘干，所得物即为乙炔氢氯化制氯乙烯的催化剂。

利用内径为10mm的不锈钢固定床反应器对本发明催化剂进行性能评价，反应条件：原料气乙炔(纯度99％以上)(3)、氯化氢(纯度96％以上)(2)及氮气(1)通过过滤器(5)除去硫、磷、砷等杂质。气体经过净化后，通过各自的质量流量计(6)和单向止回阀(7)混合，进入反应器(9)，其中HCl/C₂H₂＝1.0～1.1。反应器采用北京市朝阳自动化仪表厂生产的CKW-1100温控仪控温，加热炉(8)和反应器(7)内的温度由热电偶(11)检测，催化剂(10)装填量为4～8ml。

反应温度为110℃～160℃。

尾气流经缓冲罐(12)和吸收瓶(13)经碱液吸收后采用岛津GC-2014C型色谱仪进行分析。FID检测器，GDX-301(2m×4mm)填充柱。

实验装置流程图见图2。