[发明专利]乙炔法合成氯乙烯用环保型低汞分子筛催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型低汞分子筛催化剂的合成方法，具体而言涉及一种乙炔法合成氯乙烯用低汞分子筛催化剂，以及合成方法。 

背景技术

目前世界上的氯乙烯合成技术有两大类，即乙烯氧氯化法和乙炔氢氯化法。20世纪70年代国外基本完成了PVC树脂生产原料路线由电石乙炔法向乙烯氧氯化法的转换。目前国外PVC树脂的主要生产方法为乙烯氧氯化法，产量比例达93％。而由于乙烯氧氯化法的高成本以及乙烯资源的匮乏，我国PVC树脂生产的原料路线仍以电石乙炔法为主，国内电石法PVC产量约占总产量80％以上。但是电石法所用催化剂是以活性炭为载体，吸附质量分数10.5％～12.5％氯化汞。传统工艺含汞量过高，对汞资源的消耗大，氯化汞热稳定性差、容易流失，催化剂失活快，流失的汞造成严重的环境污染，同时我国大部分汞矿资源枯竭，每年需大量进口，一旦全球汞资源枯竭而又未找到新的催化剂，电石法PVC就将无法继续生存。乙炔氢氯化法是世界上最早实现工业化氯乙烯的生产方法。目前，工业上的乙炔氢氯化工艺主要是在以氯化汞为活性组分、活性炭为载体的催化剂上发生气固相反应，生成氯乙烯，其主要反应式为： 

该反应为典型的加成反应，其加成速度比烯烃加成速度慢，需要在催化剂的作用下进行，反应温度为100～180℃。氯化汞催化剂是电石法氯乙烯生产中广泛应用的催化剂，其催化活性与选择性都比较理想。但是，长期困扰电石法PVC工艺路线的问题就是氯化汞催化剂的升华、流失所带来的毒性与污染的问题。因此，汞减排已成为氯碱行业重中之重的任务，新型低汞催化剂的开发迫在眉睫。 

发明内容

针对传统氯化汞催化剂的缺点，我公司对乙炔法合成氯乙烯用环保型低汞催化剂进行了大量研究，采用13X分子筛为载体，向传统单纯汞催化剂中添加钴、铋、钾等能提高活性、增强稳定性的组分，使活性组分和助剂可进入分子筛的孔道及骨架上，达到既能提高催化剂活性又能提高催化剂稳定性的效果。所研制环保型低汞催化剂汞含量在3％～6％之间，经应 用试验，该催化剂具有如下优点；1、生产中更换新的催化剂不需养护，不会影响生产；2、汞离子与分子筛载体中的氧离子形成离子键而牢固地固定在载体上，汞的热稳定性高，因而在同等使用条件下，催化能力是现有物理吸附的活性炭载体汞催化剂的5倍，催化剂使用寿命可达20000～40000小时；3、由于汞在载体上热稳定性高，其热解温度在300℃以上，远远大于使用温度，因此汞不会流失，避免了催化剂在使用过程中汞的流失对环境造成污染及汞进入产品中影响产品质量；4、载体机械强度较现有催化剂载体活性炭高20％左右，在使用过程中不需筛分倒灌，节约生产时间。5、由于催化剂中添加具有辅助活性催化剂的金属元素，其催化剂的选择性较现有催化剂的选择性高5％左右。总之本催化剂技术通过添加一定量的辅助成分，满足了触媒的反应活性要求。同时添加一定数量的稳定剂，在触媒内部生成络合物。由于络合体系的存在可有效阻止在氯乙烯合成中，原料气中的硫、磷、砷等杂质与氯化汞作用在活性中心生成稳定的硫化物、磷化物或砷化物，在氯乙烯合成过程中，使操作平稳，反应区局部无过热现象。这样可降低触媒中氯化汞的挥发速度，触媒的热稳定性、大大提高，使氯乙烯合成反应更加平稳易控。 

附图说明

附图是乙炔法合成氯乙烯用环保型低汞分子筛催化剂的合成工艺流程示意图 

具体实施内容 

合成方法：主要以分子筛为载体，低浓度氯化汞及添加多种金属盐的助催化剂成分的水溶液为浸渍液，采用过饱和分部多次浸渍，再进行预干燥，干燥制备得到催化剂。 

具体工艺流程； 

1、将孔径大于9AO，机械强度大于95以上，Φ8×12mm的球形分子筛加入高温干燥器中，开启热风炉，打开引风机，向高温干燥器中通入300℃～400℃的热空气，调节引风机风门，控制空速，使分子筛均匀受热，脱除分子筛中的结晶水，再关闭热风炉，用干燥冷空气降温至100℃内。 

2、通过高位计量槽向溶解釜中加入一定量去离子水，开启溶解釜搅拌，缓慢加入计量的二氯化汞、助催化剂A、B、C(硝酸钴、硝酸铋、硝酸钾)，使其溶解均匀配成浸渍液。 

3、打开溶解釜底阀，将配制好的浸渍液放入浸渍槽中，打开高温干燥器底阀，将干燥的分子筛载体加入浸渍槽中浸交3小时左右，使氯化汞的汞离子及助催化剂的金属离子与分子筛的钠离子进行离子交换。 

4、将浸渍槽中浸渍液通过液下泵送至溶解槽中，再向浸渍槽中加入去离子水对浸渍后的分子筛进行洗涤，直至pH值在6～7左右。