[发明专利]用于乙炔氢氯化的Hg-La催化剂及制备方法及应用

说明书

本发明公开了用于乙炔氢氯化的Hg‑La催化剂及制备方法及应用，用于乙炔氢氯化的Hg‑La催化剂的制备方法的步骤：（1）将汞盐加入溶剂中，得汞盐溶液；（2）称量镧盐，溶解于汞盐溶液中，得到Hg‑La混合溶液；（3）向Hg‑La混合溶液中加入多孔载体，浸渍，液体蒸发，烘干，得到用于乙炔氢氯化的Hg‑La催化剂。本发明的一种用于乙炔氢氯化的Hg‑La催化剂比现有技术的含汞量低，可以大大减少汞对环境造成的污染；在反应温度为140℃、乙炔空速为180h^‑1、原料气配比V_C2H2/V_HC1=1:1.1的条件下，其乙炔的初始转化率仍然可以达到99%，生成氯乙烯的选择性大于99.0%。

技术领域

本发明涉及一种用于乙炔氢氯化的Hg-La催化剂及制备方法及应用，属于有机合成用催化剂的制备技术领域。

背景技术

随着国民经济的发展、人民生活水平的日益提高和环境保护意识的提高，PVC(聚氯乙烯)的需求量越来越大。PVC是由VCM(氯乙烯单体)聚合得到的，VCM的生产方法主要有乙烯法工艺、乙烷法工艺和乙炔法工艺。由于国外的油田富含乙烯，原料廉价宜得，所以国外发达国家普遍采用乙烯法生产VCM；乙烷法制备VCM原料成本低廉，但是需要较高的投资，该工艺还只是停留在小试阶段，离工业化还有一定距离；乙炔法工艺制备VCM受到限制主要是因为原料供应状况和原料的高成本以及产能的限制。在我国由于资源分布状况，原料气乙烯并不丰富，一直都很缺乏并且价格很高，并且随着石化资源的枯竭，我国拥有大量低成本的煤提供了原料和价格优势，所以我国适合以乙炔法路线为主生产VCM。因此在西部地区，如新疆、内蒙等煤炭资源丰富的地区，新建或扩建的电石法生产聚氯乙烯树脂项目发展迅速。工业上目前其所使用的催化剂的主要有效成分为氯化汞(质量分数为10-13％)，汞易升华损失，是电石法生产聚氯乙烯中的严重污染源。电石法工艺每生产1吨PVC就要消耗汞1.4千克左右，据统计，2010年我国乙炔法PVC行业汞的使用量约为767吨，占全国汞使用量的60％以上，占世界汞使用量的20％左右。汞的流失不仅造成催化剂失活，而且由于活性组分的流失催化剂无法再生，同时也影响了VCM产品的质量，还会对生态环境造成很大的危害。另外汞是一种重金属，有剧毒，产生毒性的浓度为0.01～0.1mg/l，并且不能被微生物降解，只能以不同的价态，在水和生物之间迁移转化，发生分散和富集作用，进入人体后又很难代谢出去，聚集在肝、肾和脑中，损害神经系统，造成了可怕的“水俣病”。据预测到2014年乙炔法生产PVC树脂的耗汞量可达到17.5489万吨，汞也因其潜在的巨大危害而备受关注。

因此，目前亟待解决的是汞催化剂造成的污染问题，无汞催化剂虽是解决此问题的最好方法，而且无汞催化剂的开发也是目前的研究热点，但活性组分大多集中在Au、Pt、Pd、Ru等贵金属方面，催化剂初始活性虽好，但稳定性稍差，距离工业化应用还有很长的一段路程，因此，降低催化剂中汞的用量，减少环境污染不失为当前的一种良策。