[发明专利]一种用于氟化乙炔制备氟乙烯和1,1-二氟乙烷的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学催化剂及其制备方法，特别涉及一种用于氟化乙炔制备氟乙烯(VF)和1,1-二氟乙烷(HFC-152a)的催化剂及其制备方法。

背景技术

氟乙烯(VF)是一种重要的含氟单体，可用于生产聚氟乙烯(PVF)和含氟精细化学品。其中PVF是一种重要的装饰材料，它具有突出的耐腐蚀性，对各种油类、醇类、醛类、酮类、脂类及盐、碱、稀酸等化工农药产品均有优良的防腐蚀性能，另外，它具有突出的耐热，耐低温，防湿热、防霉菌、防盐雾性能，此外其涂膜具有很好的柔韧性和耐折、耐磨、抗冲击性能；附着力好，抗冲击力好；无毒，利用简单的原料制造，来源充足。因此，还广泛应用于太阳能薄膜、电子、户外广告、建筑内墙外墙装饰涂料、飞机火车内部装饰塑料等。

1,1-二氟乙烷(HFC-152a)是一种重要的含氟有机化合物，是制备氟塑料聚偏氟乙烯的中间体。由于HFC-152a的臭氧消耗潜能值(ODP)为0，全球温室效应潜能值(GWP)约为140，故为目前氟利昂替代品中的优秀品种。

目前，用乙炔法合成VF和HFC-152a所用的催化剂主要有含汞的化合物、含铬化合物、含镉化合物、氰化亚铜、含铝化合物等。

美国专利US3555102公开了名称为：Process for the production of vinyl fluoride的专利技术，该技术利用氟化氢和乙炔反应制取VF，以活性炭负载汞的化合物(如氧化汞、氯化汞、氟化汞等)为催化剂，但是该类催化剂有剧毒、价格贵、催化寿命低、催化剂失活不能再生。

美国专利US2892000公开了名称为：Manufacture of vinyl fluoride and 1,1-difluoroethane的专利技术，该技术利用氟化氢和乙炔反应制备VF和HFC-152a，以含铬的化合物(氧化铬、氟化铬等)为催化剂，反应温度低于200℃时，转化率较低，反应温度为300℃时，转化率也仅为50%，高于400℃会导致选择性下降和积碳严重。且此类催化剂有毒，大量使用会产生大量的含铬废渣，难于处理，污染环境。

美国专利US2716142公开了名称为：Preparation of vinyl flouride and catalyst therefore的专利技术，该技术采用锌的化合物(如氧化锌、氯化锌或硝酸锌)为催化剂，先65-200℃下用氟化氢对催化剂惊醒处理。该催化剂有较高的VF选择性，但是失活较快，不能用于工业生产。

总之，含汞的催化剂不仅价格贵，制备困难，催化剂寿命短，毒性强，目前已基本被淘汰。含镉催化剂和氰化物催化剂的毒性也很强。含铬催化剂也有毒，大量使用对环境污染严重。单一组分的铝基或锌基催化剂，尽管催化剂活性较高，但是催化剂的寿命并不长。

中国专利ZL200810121387.0公开了名称为：用于生产VF和HFC-152a的催化剂及制备方法的专利技术，该技术发明了以A和B的氧化物为双活性组分的催化剂，其中A为Mg，Y，Sm，La中的一种或一种以上，B为Al，Zn中的一种或两种。该催化剂用于氟化乙炔生产VF和HFC-152a有较高活性，然而VF和HFC-152a的总选择性并不是很高，在97%左右，同时有积碳产生。这不但影响催化剂的效能，而且积碳会影响催化剂的寿命。

发明内容

本发明的目的是针对现有的用于乙炔生产VF和HFC-152a的催化剂存在上述的不足之处，提供一种低成本、制备工艺简单、高活性、能提高VF和HFC-152a总选择性和环境友好的用于氟化乙炔制备氟乙烯和1，1-二氟乙烷的催化剂及其制备方法。

本发明采用的技术方案为：

用于氟化乙炔制备氟乙烯和1,1-二氟乙烷的催化剂，由载体和活性组分组成，其特征在于：所述载体为β-AlF₃、α-AlF₃、α-Al₂O₃的混合物，所述活性组分为Cr₂O₃和La₂O₃，Cr和La的摩尔比为0.1~5:1，活性组分Cr₂O₃和La₂O₃的质量百分数占催化剂的1~5%，Cr和La同时负载到载体上。

本发明的催化剂的制备方法包括以下步骤：