[发明专利]一种纳米级低汞触媒

说明书

本发明公开了一种纳米级低汞触媒，包括载体、触媒活性剂、助剂，还包括增强剂，所述载体为纳米碳粉或纳米石墨粉或石墨烯。其中，触媒活性剂5.2～5.7％、助剂0.3～2％、增强剂0.05～0.5％，余量为载体。制备方法为:载体分散后置于浓硫酸和浓硝酸的混合酸中超声处理，氯化汞和助剂配制成浸渍液Ⅰ，增强剂溶于浓盐酸配制成浸渍液Ⅱ，将预处理过的载体置于浸渍液Ⅰ浸渍吸附处理后，超微过滤，再用浸渍液Ⅱ吸附处理，再超微过滤，最后蒸发干燥，所用载体比表面积大，吸附能力强，增强剂γ‑Al₂O₃和硅酸锆增强触媒的活性保持能力。本发明工艺简单，操作易控制，制得的汞触媒催化活性高，抗毒和抗积碳能力强，使用寿命比较长。

技术领域

本发明涉及化学催化剂技术领域，具体是涉及一种纳米级低汞触媒。

背景技术

PVC树脂是世界五大合成树脂之一，由于其在工业上用途广泛，因而需求量巨大。，在我国，PVC树脂生产方法主要有乙烯法、乙炔法、进口氯乙烯单体和二氯乙烷法。相对来说，乙炔法所占比重是最大的，用乙炔法生产PVC树脂就少不了汞触媒。

目前，氯化氢气体和乙炔气体进行加成反应合成氯乙烯用的催化剂汞触媒的制备主要是采用柱状活性炭作载体，浸渍于氯化汞溶液中，用载体对氯化汞进行吸附。这也存在着一定的问题：1)含汞量高，消耗资源；2)热稳定性差、升华流失快、催化能力衰耗快，一般生产1吨氯乙烯就要消耗1.4-1.7Kg的氯化汞催化剂，而在2.5吨体系的反应器内，前后两台反应器的总催化时间也不过7000小时；3)由于生产中汞升华流失快、消耗多，部分汞元素随反应气体进入大气污染环境和进入产品而对产品造成的危害严重。

所以，我们面临的问题主要是：一方面，汞触媒供应紧张，另一方面，汞触媒废物排放会造成的环境污染。因此，低汞触媒的开发和应用成为PVC行业面临的一个重要课题。

国家环保部于2011年就《关于加强电石法生产聚氯乙烯及相关行业汞污染防治工作的通知》环发[2011]4号明确规定到2015年底前，电石法聚氯乙烯生产企业要全部使用低汞触媒。各企业要抓紧制定电石法聚氯乙烯生产低汞触媒替代高汞触媒计划。逐步削减高汞触媒生产，2015年底前全面淘汰高汞触媒；根据产业发展需要，合理、适度扩大低汞触媒生产能力，完善和提高现有低汞触媒生产水平，满足替代应用需求。

由于现在采用的活性炭质量不稳定，比表面积范围广，造成了所负载的氯化汞及其他活性成分活性中心容易脱离载体，造成催化剂失活和汞的流失。另外，如果机械活性炭强度不够，颗粒规格达不到生产要求，使用后造成转化器床层阻力大，触媒结块现象严重，造成触媒翻倒次数增加，可能会缩短触媒使用寿命。所以，要解决上述问题，就必须从载体着手。

我们知道，碳纳米粉、纳米石墨粉或石墨烯具有许多优越的力学、电学和化学性能。还具有较大的比表面积，具有良好的吸附能力，因此，可以考虑用碳纳米粉、纳米石墨粉或石墨烯作为制备汞触媒的载体。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种汞含量低，催化活性好，寿命长的纳米级低汞触媒。

本发明的技术方案是：一种纳米级低汞触媒，包括载体、触媒活性剂、助剂，还包括增强剂，所述载体为纳米碳粉或纳米石墨粉或石墨烯。

进一步地，所述的一种纳米级低汞触媒，包括以下组分及含量：触媒活性剂5.2～5.7％、助剂0.3～2％、增强剂0.05～0.5％，余量为载体。

更进一步地，所述触媒活性剂为氯化汞，是汞触媒催化剂最主要的成分。

更进一步地，所述助剂为氯化锶，可以对催化剂使用过程中的积碳现象起到逆反作用，加强催化剂抗积碳能力。

更进一步地，所述增强剂为γ-Al₂O₃和硅酸锆按1.8～2.2:0.1的比例组成的混合物，可以增强触媒的活性保持能力，提高触媒使用寿命。