[发明专利]催化系统及其用于通过乙炔的氢氯化反应制造氯乙烯的用途

说明书

本发明涉及一种催化系统，该催化系统是在一种用于通过乙炔的氢氯化反应制造氯乙烯的方法中特别有用的。本发明还涉及这种方法。

通过乙炔与氯化氢之间的反应制造氯乙烯通常是在气相中、在一种固定床反应器中、在基于载有氯化汞的一种非均相的固体催化剂存在时进行的。主要是由于毒性的原因，目前对具有减少的汞含量的或不含汞化合物的催化系统越来越感兴趣。

已经开发出多种不同的催化剂，旨在取代目前气相方法中的催化剂。

例如，未经审查的日本专利申请52/136104描述了一种在气相中由沉积在活性炭上的贵金属卤化物组成的固定催化床存在时将乙炔进行氢氯化的方法。然而迄今为止，此类旨在用于气相方法的可替代的催化剂的寿命仍然远远短于基于汞化合物的催化剂的寿命。

此外，文献中有一些在一种液体催化介质的存在下将乙炔进行氢氯化的实例。

德国专利709.000描述了一种通过在高温下使乙炔接触含有一种标准催化剂的有机碱的氢卤化物盐熔融物而制备乙烯基卤化物的方法。脂肪族的、芳香族的或杂环的胺类及其混合物被考虑作为有机碱。

发明人的证书SU237116描述了使用一种含有46wt%的氯化亚铜和从14wt%至16wt%的一种甲胺、二甲胺或三甲胺的盐酸盐的水性酸溶液。

欧洲专利申请书EP-A-0340416披露了一种在高于环境温度的温度下将乙炔与氯化氢在钯化合物作为催化剂存在时在由脂肪族或脂环族酰胺组成的溶剂中进行反应而制备氯乙烯的方法。虽然它允许获得高的产量，然而，这种方法也有一些明显的缺点：它已经表现出在反应条件下这种液体催化剂系统逐渐退化，从而形成具有碳质外观的黑色产品。此外，在氯化氢的存在下，酰胺被转化为一种盐酸盐，它的熔点通常是远高于环境温度。例如，N-甲基吡咯烷酮盐酸盐只在80°C以上才是液体。实际上，这可能造成严重的实施问题，这些问题与反应器关闭期间催化介质的团聚或在设施最冷的点上管线的堵塞相关。于是，整个反应器并且还有反应介质在其中流动的管线必须持续地保持在高于盐酸盐熔点的温度。

由于在欧洲专利申请EP0519548-A1和EP0525843-A1中描述的氢氯化反应系统，这些不同的问题似乎已经得到解决，这些系统包括至少一种第VIII族金属化合物以及或者一种胺盐酸盐（其熔点低于或等于25°C）或者一种包含多于8个碳原子的脂肪胺盐酸盐（其熔点高于25°C）以及选自脂肪族、脂环族和芳香族的烃类及其混合物的一种有机溶剂。尽管如此，其中所描述的催化剂系统，尤其是其中第VIII族金属化合物是氯化铂(II)或氯化钯(II)的系统，当考虑到在由乙炔的氢氯化反应生产氯乙烯的生产率方面以及长期的稳定性方面它们使得能够实现的性能时，并非完全令人满意。

WO2008/77868披露了一种催化的氢氯化反应系统，包括至少一种胺盐酸盐和至少一种第VIII族金属化合物，该金属化合物选自下组，该组包括：一种铂(IV)的化合物与氯化锡(II)的混和物、一种铂(II)的化合物与氧化三苯基膦的混合物、以及一种钯(II)的化合物与三苯基膦的混合物。这些催化系统展示出与欧洲专利申请EP-A0519548和EP-A0525843中描述的系统相比一种改进的生产率。上述催化系统表现出要求一种胺盐酸盐与非常特定的金属化合物相结合的缺点。

最后，专利申请CN101716528披露了用于通过乙炔的氢氯化反应生产氯乙烯的催化系统，该催化系统包括具有氯、溴、六氟磷酸根或四氟磷酸根的离子作为阴离子的基于咪唑鎓的离子液体以及金、铂、钯、锡、汞、铜或铑的氯化物中的一种或多种。上述催化系统在转化率、选择性以及由此在生产率的方面仍然未能完全令人满意。

因此，本发明的一个目的是提供一种催化系统，具体是用于氢氯化反应并且更具体是用于乙炔的氢氯化反应，该催化系统尽可能简单且廉价，允许在转化率、选择性以及因此还有生产率的方面有非常好的性能，并且它比原有的系统表现得更好。本发明的另一目的是在这种催化系统的存在下提供乙炔的氢氯化反应合成氯乙烯的一种方法，该催化系统在反应条件下并不降解并且使之能够实现朝向氯乙烯的非常好的生产率。不像基于汞化合物的系统，根据本发明的催化系统具有的优点是没有与这些化合物相关的毒性问题，并且避免了金属盐在设施中的蒸发。

因此本发明涉及一种催化系统，更具体地是一种用于乙炔的氢氯化反应的催化系统，如权利要求7中所定义。

根据本发明的催化系统的优选实施方案在从属于权利要求7的权利要求以及下文更详细的描述中提出。