[发明专利]一种工业用氯乙烯合成无汞催化剂及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种工业用氯乙烯合成无汞催化剂及制备方法和应用，属于氯乙烯合成催化剂技术领域，催化剂包括载体和活性组分，载体为耐酸载体颗粒，活性组分为铜氯化物，以铜的重量计，活性组分在载体上的负载量为3‑30%，该催化剂，具有高活性、低成本、使用寿命长的优点。制备方法中，采用气体搅拌的方式，将活性组分以等体积浸渍法或过量浸渍法负载在载体上。该制备方法，使活性组分均匀的负载在载体上，提高了催化剂的活性和使用寿命。应用中，采用乙炔和氯化氢合成氯乙烯的方法，包括至少两组串联的反应器组，位于下游的反应器组更换下来的催化剂用于位于上游的反应器组中。该应用，实现催化剂的回收利用，降低了氯乙烯生产成本。

技术领域

本发明涉及氯乙烯合成催化剂技术领域，更具体的说，它涉及一种工业用氯乙烯合成无汞催化剂及制备方法和应用。

背景技术

氯乙烯基树脂性能优越、价格低廉，广泛用于工业、农业、建材等重要领域。随着社会经济的发展，氯乙烯基树脂的用途不断拓宽，需求量日益增大。在聚氯乙烯工业化后，一般采用电石生产乙炔，乙炔与氯化氢在氯化汞-活性炭催化剂的作用下生产氯乙烯，由氯乙烯经过聚合得到聚氯乙烯。氯化汞-活性炭催化剂虽然具有催化活性高、对氯乙烯选择性好的优点，但是，氯化汞-活性炭催化剂中氯化汞的含量为4-12％之间，氯化汞-活性炭催化剂在使用过程中产生的汞元素对环境有严重的污染，因此，无汞催化剂应运而生，并进行了大量的研究，但是，由于无汞催化剂活性、使用寿命的限制，仅仅停留在实验室的研究，无法实现工业化的大批量生产。

申请公布号为CN101716508A的专利申请文献公开了一种用于乙炔合成氯乙烯的催化剂及其制备方法，催化剂化学组分主要由活性组分、助催化组分和载体组成，所用的催化剂含有2-15％的钯或金的氯化物及1-5％的稀土氯化物，载体为活性碳。该催化剂，将钯或金的氯化物负载在载体上，并利用稀土氯化物作为助催化组分，但是，由于钯或金的氯化物、稀土氯化物资源短缺、价格昂贵，难以实现工业化的大批量生产和应用。

目前，申请公布号为CN102029189A的专利申请文献公开了一种用于乙炔氢氯化反应的非汞催化剂以及用该催化剂制备氯乙烯的方法，催化剂包括主活性组分金盐、助活性组分非贵金属盐和载体，主活性组分是选自金的卤化物或络合物，助活性组分非贵金属盐是选自钾、钡、镧、铜的卤化物、醋酸盐、磷酸盐、络合物中的一种或几种。该催化剂，将金的卤化物或络合物负载在载体上，虽然采用非贵金属盐作为组活性组分，但是不可避免的需要使用金的卤化物或络合物，难以实现工业化的大批量生产的应用。

目前，申请公布号为CN102069000A的专利申请文献公开了生产氯乙烯用非汞催化剂及其制备方法，非汞催化剂采用椰壳活性炭为载体，氯化亚锡为主要活性物质，其中，氯化亚锡的质量百分含量为15-30％，还添加有氯化钡、氯化锌和氯化铜中的至少一种添加剂。该催化剂，连续运行603h后，反应转化率下降到95.0％，催化剂稳定性差，使用寿命短，无法满足工业化生产的需求。

目前，申请公布号为CN106492869B的专利文献公开了一种用于乙炔氢氯化反应的非贵金属无汞催化剂及其制备方法和应用，催化剂的制备方法包括如下步骤：1)制备铜盐、铵盐和磷酸，或者铜盐、铵盐和磷酸盐的混合溶液；2)将活性炭加入步骤1)得到的混合溶液中浸泡；3)将浸泡好的活性炭甩干，然后加热烘干，即得到所述催化剂；其中，Cu：N：P的摩尔比为1:0.2-1.2:0.1-1.0。该催化剂，将铜盐、铵盐和磷酸或铜盐、铵盐和磷酸盐负载在载体上，并连续运行1000h后，反应转化率下降到89.32％，虽然催化剂的使用寿命稍有提高，但是无法达到氯化汞-活性炭催化剂的使用寿命。