[发明专利]一种乙炔氢氯化制氯乙烯钽基催化剂的制备方法

说明书

本发明要解决的技术问题是提供一种乙炔氢氯化制氯乙烯钽基催化剂的制备方法，其特征在于用HAuCl₄·4H₂O与TaCl₅配成一定量的混合溶液，向活性炭中边搅拌边滴加所配的混合溶液，混合溶液滴加完成后得到的样品在室温下浸渍25小时，最后在氮气气氛140℃下干燥10小时，制备出一种乙炔氢氯化钽基催化剂，并将其应用于固定床反应器；催化剂制备方法工艺简单；成本低廉；制备出的催化剂应用于乙炔氢氯化制氯乙烯的反应有较好的催化活性和稳定性，乙炔转化率为85.8％，氯乙烯选择性为99.7％。

技术领域

本发明涉及一种乙炔氢氯化制氯乙烯钽基催化剂的制备方法，特别指一种具有良好乙炔转化率，氯乙烯选择性和热稳定性的乙炔氢氯化制氯乙烯的钽基催化剂。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)作为全球五大工程塑料之一，目前工业上通常通过C₂H₂法，C₂H₄法等来合成。实际上，随着当今石油资源消耗的上升，基于煤炭的生产工艺在经济方面的竞争力日渐增强，因此，利用乙炔氢氯化制备氯乙烯作为一种重要的生产工艺，在氯乙烯行业有望保持其竞争力。但是，乙炔法一直采用HgCl₂/AC催化剂，由于其在反应过程中汞容易挥发对环境污染严重，同时在反应产物氯乙烯中混有的汞蒸汽严重影响了产品的质量，严重制约了乙炔法的可持续发展。2013年1月19日世界上140多个国家达成《水俣汞防治公约》，目标在2020年之前，逐渐减少含汞产品的生产和贸易。中国政府承诺在2020年PVC行业减少汞消耗50％以上，然后逐渐禁汞。因此，开发环境友好型无汞催化剂是乙炔法氯乙烯行业亟待解决的主要问题之一。

1975年，Shinoda等人将20多种金属氯化物负载到活性炭用于乙炔氢氯化反应，最终发现Au是催化这个反应的最优选择，自此，负载型金催化剂由于它们在乙炔氢氯化方面潜在的应用前景而受到广泛关注。然而，金作为主要活性组分虽然用于乙炔氢氯化反应的初始活性明显高于氯化汞催化剂，但是由于活性组分Au³⁺在反应过程中容易被还原为Au⁰从而活性降低，使得Au/AC催化剂的寿命较低，不能满足工业要求。因此，众多科研工作者通过向Au/AC催化剂中加入第二种金属从而提高Au基催化剂的稳定性，同时提高活性。MarcoConte通过实验研究了Au与另一种金属组成的双金属催化剂，重点研究了Au-Pd/AC催化剂，结果发现当Pd的加入量≤5％时会明显的提高催化剂的初始活性，但是会降低催化剂的氯乙烯的选择性，而且所有的Au-Pd/AC催化剂由于在反应过程中积碳而导致快速失活。然而，目前文献报道的金催化剂由于大多较高的金含量(大多为1％)和较高的金价格以及较差的稳定性严重的制约着金基催化剂的发展，这也是人们亟待解决的关键问题。

钽是一种位于周期表中第五副族的元素，钽主要存在于钽铁矿、铌铁矿和钶钽铁矿中。通常钽为五价，五氯化钽是一种重要的钽的氯化物，为黄色玻璃状晶体和粉末，易溶于无水乙醇，可用作有机化合物的氯化剂及化学中间体等。但五氯化钽在乙炔氢氯化催化剂领域中的应用还未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种乙炔氢氯化制氯乙烯钽基催化剂的制备方法。将该催化剂应用于乙炔氢氯化制氯乙烯反应，具有较高的乙炔转化率，氯乙烯选择性和良好的热稳定性。