[发明专利]一种用于乙炔氢氯化反应制备氯乙烯的无金属催化剂的制备方法及其使用方法

摘要

本发明公开了一种用于乙炔氢氯化反应制备氯乙烯的无金属催化剂的制备方法及其使用方法，属于材料合成技术领域。该方法可采用已商业化的聚丙烯腈树脂为前驱体，通过程序升温预氧化、碳化及氯化氢处理得到无金属催化剂。本发明的特点在于催化剂由高含氮量的链状聚丙烯腈树脂为前驱体，成本低廉，且催化剂中活性氮物种结构可控。本发明开发了一种新型无金属催化剂并提出制备技术，将该催化剂应用于固定床乙炔氢氯化制备氯乙烯的反应中，具有良好的催化活性和选择性。

主权项

1.一种用于乙炔氢氯化反应制备氯乙烯的无金属催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）在室温状态下，将丙烯腈单体和引发剂先后加入到去离子水中，惰性气体保护下充分搅拌至少2小时，然后将体系温度升高到35–50 ℃反应4–8小时，之后继续升温到60–80 ℃反应1.5–3.5小时，反应结束后将溶液降至室温，然后抽滤、分离，并用去离子水充分洗涤滤饼，得到样品A；其中，丙烯腈单体在反应溶液中的体积分数为10–30%，引发剂为过硫酸钾或偶氮二异丁腈中的一种，引发剂的加入量为反应溶液质量的0.5–3%，惰性气体为氮气或氩气中的一种；（2）在室温状态下，将样品A重新分散到石油醚中，然后在80–85 ℃下用索氏提取器提取5–6次，之后将样品分离，并在50–60 ℃下真空干燥至少48小时，得到样品B，其中石油醚的质量是样品A质量的2–10倍；（3）将样品B置于石英管式炉中，在流动的空气气氛中以1–10 ℃/min的升温速率升温至200–270 ℃进行热处理，并恒温1–4小时，之后将空气切换至惰性气体，并在惰性气体吹扫下降至室温，得到样品C，其中空气和惰性气体的体积空速均为100–180 h^–1；（4）向装有样品C的石英反应管中，通入流动的氯化氢气体，并在160–200 ℃ 温度下处理至少6小时，然后切换为流动的惰性气体，吹扫至少8小时，即得到无金属催化剂，其中氯化氢气体空速为15–30 h^–1，惰性气体空速为100–180 h^–1。