[发明专利]R142b加热裂解制备VDF用高性能催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了R142b加热裂解制备VDF用高性能催化剂的制备方法，其包括以下步骤:(1)采用去离子水配置溶质为ZrOCl₂·8H₂O、Cu(NO₃)₂·3H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O的混合溶液；(2)采用去离子水配置氨水，在搅拌条件下加入到混合溶液中，沉淀反应完成后静置，然后进行真空抽滤获得沉淀物；(3)使用去离子水沉淀物进行洗涤后，置于烘箱中干燥，然后焙烧制得ZrO₂‑CuO‑Fe₂O₃；(4)使用硝酸钯溶液对ZrO₂‑CuO‑Fe₂O进行等体积浸渍，干燥，然后把催化剂前驱体焙烧，经机械处理后制得催化剂Pd/ZrO₂‑CuO‑Fe₂O₃；本发明的制备方法不仅保证了反应转化率和选择性在实现工业化生产时的可操作性，同时也较大幅度的降低了反应温度(350～400℃)。

技术领域

本发明涉及一种R142b加热裂解制备VDF用高性能催化剂的制备方法，用于制备高性能催化剂，该催化剂用于R142b加热裂解生产VDF。

背景技术

VDF是氟化学品领域应用非常广泛的重要单体之一，是合成聚偏氟乙烯(PVDF)的主要原料。聚偏氟乙烯是一种有着优良综合性能的含氟聚合物功能材料，因其化学性能稳定，具有较强的耐高温性能和机械强度等优点，广泛应用于锂电池、半导体和航空航天等高端科技领域。目前，含氟单体中偏氟乙烯在全世界的产量仅次于四氟乙烯。

全世界有关VDF的合成工艺的研究开始于上个世纪初，至今已经形成多个合成工艺并成功应用于工业大规模生产，其中R142b高温空管裂解制备VDF的工艺路线依旧是很多生产企业的首选。该工艺的优点是制备工艺简单，反应原料R142b易得，反应的选择性也尚可，但反应过程的温度竟高达700～900℃，存在反应管段易结焦和反应能耗过高等明显缺点。近几年该工艺的改进优化成为了国内外的研究热点，最常见的优化方案就是在反应过程中添加催化剂，提高R142b发生裂解反应的活性。

公开号为EP0461297A1的专利文献公开了一种高温催化裂解R142b制备VDF的方法，即在制备过程中采用Cr₂O₃/Al₂O₃作为反应的催化剂，该催化剂通过把载体Al₂O₃浸于可溶性铬盐溶液后再经过后续处理可制得。研究表明，反应过程采用Cr₂O₃/Al₂O₃作为催化剂，当反应温度为400～550℃时，R142b在反应器内的停留时间为5～20s时，R142b的转化率为74％～98％，但生成VDF的选择性低于15％。

公开号为EP0407711A1的专利文献也公开了一种高温催化裂解R142b制备VDF的方法，对NiF₂/AlF₃和NiCl₂/Al₂O₃等催化剂在反应过程的催化性能进行了研究。前者采用Al₂O₃、氢氟酸溶液和NiCl₂三种物质制备而得，后者是通过NiCl₂负载在γ-Al₂O₃上制备得到。当反应过程分别采用这两种催化剂，反应温度为400～600℃时，反应的转化率均高于90％，但生成VDF的选择性只有20％～50％。

由此可见，虽然在R142b高温裂解制备VDF的反应过程中添加催化剂有助于降低反应温度，但VDF的选择性并不理想，所以开发新型的高性能催化剂变得至关重要。

发明内容