[发明专利]一种用于乙炔氢氯化反应的磷改性铜基催化剂及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种用于乙炔氢氯化反应的磷改性铜基催化剂及其制备方法、应用，涉及化工生产技术领域。本发明的方法包括以下步骤：将活性炭酸洗；将粘结剂负载在活性炭上，焙烧；将焙烧后的活性炭在铜盐、磷酸和/或磷酸盐的水溶液中浸渍；将浸渍后的活性炭干燥，得所述催化剂。本发明以活性炭为载体，非贵金属为活性组分，并添加粘结剂制备磷改性铜基催化剂，具有成本低廉、制备工艺简单、催化剂活性和稳定性高等优点，具有较好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，具体涉及一种用于乙炔氢氯化反应的磷改性铜基催化剂及其制备方法、应用。

背景技术

氯乙烯作为重要的热塑型塑料，在建材、农业和国防等众多领域广泛应用。氯乙烯单体是合成聚氯乙烯的主要原料，聚氯乙烯的成熟合成绿线主要有两种：电石法和乙烯法。基于煤炭的电石法的路径是聚氯乙烯生产的主流工艺，核心催化环节的采用的是活性炭负载氯化汞催化剂。然而，汞的流失和挥发，会对环境和人造成严重的污染伤害。因此，我们迫切希望开发一种乙炔氢氯化无汞催化剂。

国内对无汞催化剂的研究取得了一定的进展，科研工作者主要对无汞催化剂的活性组分、载体和助剂等进行了探究，所涉及的活性组分包括贵金属(钌、钯和金等)和非贵金属(铜、铋和锡等)，载体包括活性炭(煤质活性炭、椰壳活性炭等)、分子筛、二氧化硅、氧化铝和碳纳米管等多孔材料，助剂如含钾、钡和磷等。专利CN103962131A公开了一种乙炔氢氯化的无汞催化剂制备方法，以活性炭为载体，以钯、铑、金等贵金属元素的氯化物为活性组分，制备的催化剂具有良好的乙炔转化率和氯乙烯选择性，但高成本限制了其工业应用。非贵金属催化剂也是乙炔氢氯化催化剂研究的热点之一。非贵金属催化剂在成本上低于贵金属催化剂，但其催化活性和稳定性还不能达到工业化要求。

专利CN103007972A公开了一种以铜盐为活性组分，助剂为碱金属和过渡金属氯化物，制备的催化剂用于乙炔氢氯化反应，发现该催化剂的乙炔转化率较低，不能满足工业生产要求。专利CN102441407A发明了以活性炭为载体，负载钡的化合物、磷的化合物及水性聚合物单体，合成的催化剂金属与载体间相互作用较强，活性组分不易流失，催化效果和稳定性都有一定的提升。专利CN106492869A发明了以铜盐、铵盐和磷酸，或者铜盐、铵盐和磷酸盐配制成溶液，通过浸渍的方法负载在活性炭载体上，该方法制备的催化剂通过多组分的协同效应，在低温条件下能获得较好活性和稳定性。在130℃反应温度与现行汞触媒运行的压力条件和投料强度下，即可获得96％以上的单程转化率和99％以上的氯乙烯选择性。专利CN103272619A发明了磷改性活性炭或者酸洗后的活性炭为载体，通过分步浸渍的方法将活性组分铜或锡的磷酸盐、硫酸盐、氯化物、焦磷酸盐负载到载体上。将该催化剂用于乙炔氢氯化反应中，氯乙烯的选择性较高，但是乙炔转化率只有20-65％。以上专利报道的催化剂普遍存在催化剂的的寿命较短、价格昂贵等问题。同时，目前非贵金属催化剂对乙炔氢氯化反应有一定的反应性能，但稳定性和活性均不能完全满足工业化要求。因此，研究和开发一种经济、绿色、高性能的乙炔氢氯化反应的无汞催化剂，成为当前聚氯乙烯行业丞待解决的关键问题，具有十分重要的研究意义。

有鉴于此，本发明针对以上所述现有技术存在的技术缺陷，提供了一种用于乙炔氢氯化反应的磷改性铜基催化剂及其制备方法和应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于乙炔氢氯化反应的磷改性铜基催化剂及其制备方法、应用，以活性炭为载体，非贵金属为活性组分，并添加粘结剂制备磷改性铜基催化剂，具有成本低廉、制备工艺简单、催化剂活性和稳定性高等优点，具有较好的工业应用前景。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种用于乙炔氢氯化反应的磷改性铜基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将活性炭酸洗；

(2)将粘结剂负载在活性炭上，焙烧；

(3)将焙烧后的活性炭在铜盐、磷酸和/或磷酸盐的水溶液中浸渍；