[发明专利]用于乙炔氢氯化反应的非汞催化剂

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种用于乙炔氢氯化反应合成氯乙烯的负载型非汞催化剂及其制备方法及应 用，属于有机合成中的催化剂制备技术及应用领域。

(二)背景技术

氯乙烯(VCM)是合成聚氯乙烯的单体，主要用于合成聚氯乙烯树脂(PVC)。聚氯乙烯树脂 是世界五大工程塑料之一，在全球范围里有大量的需求。目前氯乙烯单体的工业生产主要有 三种方法：乙炔法、乙烯法和乙烷法。国外主要采用源于石油化工路线的乙烯法，而我国油 少煤多的国情使源于煤化工路线的乙炔法在氯乙烯单体的生产中占主导地位。即由煤开始， 经电石到乙炔，再经过乙炔氢氯化反应最终得到氯乙烯单体。然而，该法中采用的HgCl₂/活 性炭催化剂有剧毒，易升华，不仅污染环境，危害人类健康，而且也影响着氯乙烯单体的产 品质量，因此汞催化剂已经不能适用于我国建设资源节约型、环境友好型生产的目标，所以， 研究高性能环保型的非汞催化剂来取代传统的氯化汞催化剂迫在眉睫。虽然国内外研究者 在氯化汞催化剂的改良和替代品的研究做了不少工作，但至今在工业上仍没有重大的突破。

国内外已有关于乙炔氢氯化反应非汞催化剂研究的报道。近年来，乙炔法制氯乙烯大多 采用活性炭负载金属为主。中国发明专利申请号101249451A公开了以活性炭为载体，贵金 属氯化物和贱金属氯化物为活性组分的非汞催化剂，文献[魏小波，魏飞，骞伟中.过程工程学 报，8(2008)1288-1222]报道了以非贵金属铋盐为活性组分，二氧化硅为载体的复合催化剂， 除此之外，中国发明专利申请号201010246013.9公开了一种以13X和MCM-4等多种分子筛 为载体，以HgCl₂为活性组分，添加多种金属化合物为助剂的新型催化剂。但是目前在公开 文献中尚未见到以分子筛为载体，贵金属为活性组分的负载型催化剂用于乙炔氢氯化反应， 也未见用预处理分子筛载体的方式来改善催化剂性能的报导。

因此，本发明提供一种用于乙炔氢氯化反应的非汞催化剂及其制备方法，对乙炔法生产 氯乙烯具有十分重要的意义。

(三)发明内容

本发明是以消除氯碱行业汞排放为目的，针对现有工业用的氯化汞催化剂对环境的危害， 提供用于乙炔氢氯化反应制备氯乙烯用负载型无汞催化剂及其制备方法。

本发明提供的催化剂采取超声-浸渍或旋转蒸发浸渍法制备。以负载量为0.1-5wt％贵金属 钯盐为活性组分，分子筛为载体，包括HZSM-5型、NaZSM-5型、丝光沸石、Hβ型和HY 型分子筛。

具体过程是：将一定量的氯化钯用蒸馏水润湿后溶解到适量的的浓盐酸中，配成一定浓 度的H₂PdCl₄浸渍液。取上述10～100mL的溶液浸渍到1～50g经预处理分子筛载体上，用超 声或旋转蒸发浸渍2～8h。所得浸渍物经110～120℃干燥3～10h。

本发明用相应的试剂对分子筛载体进行预处理。预处理试剂为相应浓度的盐酸、硝酸、 磷酸、高锰酸钾、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、有机酸。具体过程如下：

方法一：取预处理试剂，其质量分数浓度约为5-50％，将其缓慢加入到装有干燥好的分 子筛载体的圆底烧瓶中，在50～100℃水浴中加热磁力搅拌、浸渍、冷却回流3～8h，后经过 滤、洗涤至弱酸性，105℃下烘干3～10h。

方法二：将分子筛浸泡在相应浓度的预处理试剂中，超声处理约1～6h，过滤，蒸馏水 洗至至弱酸性105℃下烘干3～10h。

本发明的优点在于：分子筛载体预处理装置简单，催化剂环境效益好，催化剂组成简单， 催化剂制备方法简单，活性组分负载量小，催化性能好。

(四)具体实施方式

为进一步对本发明进行具体描述，下面介绍几个实例，但不能认为是对本发明的研究限 制。本发明由以下技术措施来实现，技术方案如下：

实施例1：