[发明专利]氯化汞低汞催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有卤化物的催化剂，具体而言，涉及氯化汞催化剂，也涉及其制备的方法。

背景技术

众所周知，氯化汞是合成氯乙烯用催化剂。现有的氯化汞催化剂中，氯化汞的含量通常均为10.5％～12.5％，在用于合成氯乙烯终结时，回收的废催化剂含有氯化汞为3％左右，这说明催化过程消耗了7.5％以上。如果按照原型号中氯化汞含量为10.5％计算，则每使用1t氯化汞催化剂就要消耗75kg氯化汞。如果我国电石法聚氯乙烯生产量为10Mt，则每年需要10kt氯化汞催化剂，消耗750t氯化汞。

经检索，与氯化汞触媒相关的中国发明专利不多，仅有CN1067594号“一种制备氯化汞催化剂的方法”、CN1063827号“合成氯乙烯用催化剂的制备方法”、CN1814345号“复合金属氯化物催化剂及其生产工艺”、CN1994564号“一种生产氯乙烯用催化剂”等，这些专利都是采用活性炭为载体，吸附氯化汞和氯化锌制成的。它们的氯化汞的含量均为10.5％以上，均存在着氯化汞消耗高、污染较为严重的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种氯化汞低汞催化剂，在使用过程中可降低氯化汞的消耗量，同时减轻对环境治理的压力，提高整体的环境质量。

本发明的又一目的是提供氯化汞低汞催化剂的制备方法。

发明人经研究发现，在聚氯乙烯生产中，氯化汞催化剂是会消耗的，然而，氯化汞的消耗并非在反应催化过程本身，而是反应外的其他物理消耗和化学消耗。因此控制这类消耗就能降低氯化汞的消耗，从而降低成本，减少对环境的污染。

为此，发明人提供的氯化汞低汞催化剂仍然采用活性炭为载体，吸附氯化汞，其质量分数的配方如下：

氯化汞                 7.0％～9.0％，

稀土氯化物助剂A        8％～13％，

碱土金属氯化物助剂B    5％～25％，

助剂C                  10％～20％，

余为活性炭；

配方中，所述氯化汞的纯度≥99.5％；所述活性炭的比表面积为800～950m²/g，机械强度≥95％；CCl₄吸附值≥50％。

上述稀土氯化物助剂A由镧系和锕系金属的氯化物组成，其作用是作为氯化汞催化合成反应的催化剂，即是催化剂的催化剂；加入该助剂可以降低催化诱导期，增加催化反应带宽。

上述碱土金属氯化物助剂B主要由BaCl₂-CaCl₂组成，其作用是利用该助剂在水溶液中的电离平衡，提升氯化汞的溶解度，以保证活性炭以Hg²⁺和Cl^-的方式吸附氯化汞，提升催化合成效率。

上述助剂C主要由KCl-HCl溶液组成，其作用是增加溶质体系的酸度和熵度，增加溶质体系中各离子“活度”，提升浸泡吸附效果，从而降低活性炭吸附过程中产生的浓度梯度。

本发明提供的氯化汞低汞催化剂的制备方法包括：

(1)将活性炭用盐酸溶液低温浸泡，备用；这是为了除去活性炭中可溶于酸的无机盐和有机盐，同时也可洗去大量粉尘，使活性炭中的孔隙最大限度释放，确保催化剂的性能；

(2)将氯化汞、助剂A、助剂B、助剂C按配方比例一道溶解，然后将溶液浸泡备用的活性炭，这样可以使氯化汞和其它元素平稳、均匀、牢固地吸附在活性炭的孔隙之中，直到吸附在活性炭深部；

(3)浸泡完毕后，将所得的中间产品进行低温预干燥；

(4)预干燥的中间产品，按照预先绘制的“产品临界干燥图”的要求，控制温度和时间，继续对催化剂进行干燥，直至其中的水分低于0.2％为止；

(5)最后将产品真空抽料至储料罐，包装出厂。

上述方法第一步中，所述浸泡活性炭的盐酸质量分数为3％～5％，温度为60℃～75℃，浸泡时间为100～150min。

上述方法第二步中，所述溶解氯化汞、助剂A、助剂B、助剂C工序的温度为70℃，分3组浸泡，共计6小时；溶解后残余的溶质≤0.08％。

上述方法第三步中，所述低温预干燥是在低于80℃的温度下的干燥。

上述方法第四步中，“产品临界干燥图”是根据中间产品的水含量、气压、空气相对湿度、温度等条件来绘制的；临界干燥温度控制在150℃；恒温干燥时间以抽样分析水分检测不出为准，一般控制在24～36小时。

上述方法第五步中，所述真空抽料的真空度为900Pa。