[发明专利]乙炔法醋酸乙烯催化剂及其制备方法和醋酸乙烯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及乙炔法醋酸乙烯催化剂及其制备方法和醋酸乙烯的合成方法。

背景技术

醋酸乙烯又称醋酸乙烯酯，简称VAc，是世界产量最大的50种有机化工原料之一，作为重要的有机化工原料，主要用于生产聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯腈共聚单体等衍生物，可用于涂料、浆料、粘合剂、维纶、薄膜、乙烯基共聚树脂、缩醛树脂等化工产品，其应用领域还在不断扩展。目前生产醋酸乙烯的技术主要有乙烯气相法和乙炔气相法两种，其中乙炔气相法中又包括天然气乙炔法和电石乙炔法两种。在电石资源、天然气资源和水电资源丰富的中西部地区，乙炔气相法因有原料、能源充足和成本低廉等优势而具有很强的竞争力；特别是目前原油价格高企，研制乙炔气相法高效催化剂具有相当重要的意义。

1922年德国Wacker公司首先使用乙炔气相合成VAc的方法，后经Hochst公司改进投入工业生产。其催化剂以Zn(OAc)₂为活性组分、以活性炭为载体，且一直沿用至今，如中国专利CN1903435（标题为：一种用于醋酸乙烯合成的催化剂及其制备方法）。但该催化剂缺点较多，特别是催化剂活性较低，寿命短。为了提高催化剂活性，延长其使用寿命，学者们对催化剂活性组分，特别是载体进行了大量研究。

国内外学者选用硅胶、氧化铝、硅酸铝和分子筛等代替活性炭载体的试验未取得实质性进展。文献（题目：催化剂载体表面化学结构的初步探索，石油化工，1979,8（7）：492）的研究发现，硅胶、氧化铝和分子筛等作为载体制得的催化剂活性比活性炭载体活性低。实践证明，活性炭作为乙炔法合成醋酸乙烯催化剂载体，到目前为止无可替代。尽管如此，使用活性炭载体的催化剂制备醋酸乙烯时存在时空收率低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的催化剂活性低和寿命短的问题，提供一种新的乙炔法醋酸乙烯催化剂，该催化剂具有活性高的特点。

本发明所要解决的技术问题之二，是提供一种与上述技术问题相对应的催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三，是提供一种采用上述催化剂的醋酸乙烯的合成方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种用于乙炔法合成醋酸乙烯的催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分，活性组分为Zn(OAc)₂，所述载体为SiC。

上述技术方案中所述催化剂优选以水溶性铁盐为助催化剂；所述催化剂中Zn(OAc)₂含量优选为120~240 g/L；所述催化剂中水溶性铁盐含量以Fe元素计优选为0.32~6.4 g/L；所述水溶性铁盐优选为氯化铁或硝酸铁；所述SiC优选比表面积为50~150 cm²/g，孔径为2~50 nm的孔容积占总孔容积的百分比为50~70%的SiC；所述SiC更优选比表面积为100~130 cm²/g，孔径为2~50 nm的孔容积占总孔容积的百分比为60~65%的SiC。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：制备如上所述的催化剂的方法，包括以下步骤：

（a） 浸渍液的配制：将所需量的Zn(OAc)₂和水溶性铁盐溶于水，配制成水溶液，将pH值调节至4~5得到浸渍液； 

（b）    载体的浸渍：将所需量的SiC与上述浸渍液混合；

（c） 干燥得催化剂。

上述技术方案中步骤b）优选浸渍温度为60~90℃；步骤c）优选干燥温度为80~120℃。

为解决上述技术问题之三，本发明采用的技术方案如下：一种醋酸乙烯的合成方法，以乙炔和醋酸为反应原料，在上述所述催化剂存在下反应合成醋酸乙烯；其中所述反应原料中乙炔与醋酸的摩尔比为5～12﹕1，原料体积空速为250～350h^-1，反应压力为0.01~0.1MPa，反应温度为160～210℃。

上述技术方案中，所述反应压力为表压。