[发明专利]一种2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷制备2,3,3,3-四氟丙烯用的催化剂

说明书

本发明公开了一种2‑氯‑1,1,1,2‑四氟丙烷制备2,3,3,3‑四氟丙烯用催化剂，表示为A‑B‑C/M，其中M为载体，A为活性组分，B和C为助催化剂；载体为氧化镁、氟化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁中的一种或几种组成；活性组分为氟化铯、氯化铯、硝酸铯、氢氧化铯中的一种，以载体质量计，活性组分的含量为1％～15％；助催化剂B为氯化锶、硝酸锶、氯化钡、硝酸钡中的一种，以载体质量计，含量为0.5％～10％；助催化剂C为硝酸钇、硝酸镧、硝酸铈中的一种，以载体质量计，含量为0.1％～5％；采用共浸渍法或分步浸渍法将活性组分A、助催化剂B和C负载到载体M上，经干燥、焙烧，得到所需催化剂。本发明中的催化剂活性高，HFO‑1234yf选择性高，制备成本低，具有工业化应用价值。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种用于2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷制备2,3,3,3-四氟丙烯的催化剂。

背景技术

含氟烯烃，特别是氢氟烯烃，如2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)是一零臭氧消耗潜值(ODP)、低GWP值的新型有机氟化物，被认为是目前广泛使用的HFCs的最佳替代品，可用作制冷剂、含氟聚合物单体等。

氯氟烷烃气相催化脱氯化氢是制备含氟烯烃的一种主要方法。如2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(HCFC-244bb)脱氯化氢生成HFO-1234yf。

专利US9180433B报道了Pd/MgO作为脱氯化氢催化剂，用于HCFC-244bb制备HFO-1234yf，反应温度450℃，反应初期HCFC-244bb的转化率为22.2％，HFO-1234yf的选择性仅为67.8％，反应13.5h后，HCFC-244bb的转化率即降为17.9％，HFO-1234yf的选择性则提高至97.1％，反应温度高，HCFC-244bb转化率低，反应初期HFO-1234yf选择性低，存在失活现象，并且催化剂制备过程中需使用昂贵的硝酸钯。

专利US9040759B报道了MgF₂、LiCl/MgF₂、K/MgF₂和CsCl/MgF₂作为脱氯化氢催化剂，用于HCFC-244bb制备HFO-1234yf，其中CsCl/MgF₂综合性能最佳，反应温度475℃-510℃，HCFC-244bb转化率可达50％，HFO-1234yf选择性可达97％，反应温度高，HFO-1234yf的选择性尚有提升的空间。

目前HCFC-244bb制备HFO-1234yf的催化剂存在制备过程中需使用昂贵的贵金属化合物，成本高，反应温度高，HCFC-244bb转化率低和HFO-1234yf选择性尚需进一步提高的问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明的目的是提供一种制备过程中不需使用昂贵的贵金属化合物，成本低，反应温度低，HCFC-244bb转化率和HFO-1234yf选择性高的HCFC-244bb制备HFO-1234yf的催化剂。

为了实现本发明的目的，得到一种制备成本低、反应温度低、HCFC-244bb转化率和HFO-1234yf选择性高的催化剂，设想通过选用合适的载体、活性组分与助催化剂，通过三者的协同作用来降低反应温度、提高原料转化率和产物选择性；具体来说，载体通过选用高比表面积、具有介孔结构的氧化镁或高比表面积、具有中空介孔结构的氟化镁，可使活性组分和助催化剂在载体表面更好的分散，并使催化剂获得高的比表面积，载体选用碳酸镁或碱式碳酸镁，在后续焙烧过程中会分解释放出气体，可改善催化剂孔道结构和提高比表面积；活性组分和助催化剂B可共同调控催化剂表面酸碱性，使催化剂具有最适宜的酸碱性，既可提高原料转化率，又可改善产物选择性；催化剂C选自稀土元素化合物，可提高催化剂稳定性，延长催化剂寿命。