專利名稱：乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種催化劑，特別是一種聚氯乙烯生產(chǎn)中具有更高穩(wěn)定性的乙炔氫氯 化復合汞催化劑。
背景技術：
聚氯乙烯是世界五大合成樹脂之一，是一種性價比優(yōu)異的節(jié)能材料，用途廣泛。聚 氯乙烯生產(chǎn)工藝主要分為石油乙烯法和電石乙炔法。由于我國具有富煤、貧油、少氣的資源 特點，電石乙炔法已經(jīng)發(fā)展成為中國聚氯乙烯工業(yè)的主流工藝。2009年我國聚氯乙烯總產(chǎn) 量915萬噸，其中電石乙炔法聚氯乙烯產(chǎn)量580萬噸，占國內(nèi)聚氯乙烯總產(chǎn)量的63. 4%。在 未來相當長的時期內(nèi)，電石乙炔法仍將是我國聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)的主導工藝。電石乙炔法聚氯乙烯在工業(yè)生產(chǎn)中使用氯化汞作為氯乙烯合成催化劑，采用氣固 相催化反應來進行。這類催化劑普遍存在熱穩(wěn)定性差，主催化組分氯化汞易升華流失，催化 劑的使用壽命短和催化劑中汞消耗量大的情況。由于汞很快流失，催化劑失活快，造成后續(xù) 產(chǎn)品中含汞處理難度增大，部分排放到廢水、廢渣和空氣中的汞嚴重污染環(huán)境。為解決上述問題，部分企業(yè)和科研院所進行了有關汞催化劑改良方面的研究，這 類催化劑在文獻中已有報道，中國專利CN1994564A公開了一種生產(chǎn)氯乙烯用催化劑。該 催化劑以重量百分比計含氯化汞10% 12%，氯化亞錫0.8% 1.2%，氯化鑭0.2% 0. 6%。它是將椰殼在800-1000°C干餾炭化1. 5-3小時，再經(jīng)950-1100°C蒸氣活化1_2小 時制備活性炭。在溶液配制中按重量比稱取氯化汞，配成濃度為10-12%的氯化汞溶液，并 加入氯化亞錫和氯化鑭，使得氯化亞錫和氯化鑭的濃度為2%。將上述活性炭在氯化汞、氯 化亞錫和氯化鑭的混合溶液中浸漬18-M小時，烘干。所制催化劑水份含量< 0. 3% ；堆密 度為M0-640g/L ；機械強度彡98% ；粒度# 3X3. 5-6. 5mm，合格率彡92% ；PH為5-7 ；總鐵 量以重量百分比計<0. 03%。該專利所制催化劑熱穩(wěn)定性提高不大，原因在于所加入的氯 化亞錫和氯化鑭為易揮發(fā)的物質(zhì)，尤其是氯化亞錫，比汞更容易流失，因此熱穩(wěn)定性差，催 化組分升華流失快，催化能力易于衰竭，使用壽命短。由于生產(chǎn)中汞升華流失快，消耗多，催 化劑用量大，增大了生產(chǎn)的成本。不僅如此，部分快速流失的汞元素會隨反應氣體進入產(chǎn)品 和環(huán)境中，危害產(chǎn)品，污染環(huán)境，增大后續(xù)汞污染治理的成本和難度，不利于汞減排。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種分散性好、熱穩(wěn)定性高、環(huán)境污染小、使用壽命長、應用于生 產(chǎn)中能減少汞用量和降低汞污染的乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑。本發(fā)明通過添加鉀、鋇、鋰、鍶、鉻、鐠等能提高催化穩(wěn)定性的輔助成分，明顯提高 了當前氯化汞催化劑的穩(wěn)定性，在生產(chǎn)應用中可以在不降低催化活性的情況下降低汞的用 量，延長催化劑的使用壽命，同時降低生產(chǎn)成本及減少汞對環(huán)境的污染。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案為一種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性的復合汞催化劑，包括如下含量的組分載體活性炭100份，主催化成分氯化汞1 15份，輔助成分0. 1 6份，輔助成分為鉀、鋇、鋰、鍶、鉻、鐠 的氯化物中的一種或幾種混合物。上述乙炔氫氯化高穩(wěn)定性的復合汞催化劑，其載體也可為二氧化硅、硅膠、硅藻 土、釩土和分子篩中的一種。上述乙炔氫氯化高穩(wěn)定性的復合汞催化劑，其比表面積> 200m2/g水份含量以質(zhì) 量百分比計為≤0.3%。上述乙炔氫氯化高穩(wěn)定性的復合汞催化劑，采用浸漬法制備，其主催化成分及輔 助成分配置成PH≤1的水溶液；浸漬溫度約為10°C 80°C、時間約為5 15小時；干燥時 溫度約為90°C 150°C。上述乙炔氫氯化高穩(wěn)定性的復合汞催化劑，其在乙炔與氯化氫合成氯乙烯的氣相 反應中，反應溫度120°C 160°C ；乙炔與氯化氫的摩爾比為1 1.05。本發(fā)明所制備的這種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性的復合汞催化劑，優(yōu)點在于1、催化劑 制備過程中加入輔助成分，有效的提高催化成分在載體表面的分散性，降低了反應中產(chǎn)生 反應熱點的機率，提高了熱穩(wěn)定性，穩(wěn)定性比單純氯化汞催化劑提高0. 1 0. 5倍。2、在不 降低催化活性的情況下延長了催化劑的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，減少了汞對環(huán)境的污 染。所制備的催化劑主要用于乙炔與氯化氫的合成反應中。
具體實施例方式為了更好的說明本發(fā)明，舉出以下實例。但本發(fā)明的范圍并不僅局限于實例，其要 求保護的范圍記載于權利要求的權項中。實施例1一種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，包括如下含量的組分活性炭載體100 份，主催化成分氯化汞1份，輔助成分0. 1份，輔助成分為氯化鉀；載體的堆積密度0. 4g/ cm3、比表面積600m2/g;主催化成分及輔助成分配置成PH彡1的水溶液；浸漬溫度約為 80°C、時間約為10小時；干燥時溫度約為100°C，使水份含量質(zhì)量分數(shù)< 1%;在乙炔與氯化 氫合成氯乙烯的氣相反應中，反應溫度140°C，乙炔與氯化氫的摩爾比為1 1.05。實施例2一種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，包括如下含量的組分活性炭載體100 份，主催化成分氯化汞7份，輔助成分6份，輔助成分為氯化鋰；載體的堆積密度0. 4g/cm3、 比表面積800m2/g ；主催化成分及輔助成分配置成PH彡1的水溶液；浸漬溫度約為80°C、時 間約為10小時；干燥時溫度約為100°C，使水份含量質(zhì)量分數(shù)< ；在乙炔與氯化氫合成 氯乙烯的氣相反應中，反應溫度140°C，乙炔與氯化氫的摩爾比為1 1.05。實施例3一種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，包括如下含量的組分活性炭載體100 份，主催化成分氯化汞10份，輔助成分6份，輔助成分為氯化鋇；載體的堆積密度0. 6g/cm3、 比表面積1000m2/g ；主催化成分及輔助成分配置成PH彡1的水溶液；浸漬溫度約為80°C、 時間約為10小時；干燥時溫度約為100°C，使水份含量質(zhì)量分數(shù)< ；在乙炔與氯化氫合 成氯乙烯的氣相反應中，反應溫度140°C，乙炔與氯化氫的摩爾比為1 1.05。實施例4
一種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，包括如下含量的組分活性炭載體100 份，主催化成分氯化汞12份，輔助成分4份，輔助成分為氯化鍶；載體的堆積密度0. 5g/cm3、 比表面積1200m2/g ；主催化成分及輔助成分配置成PH彡1的水溶液；浸漬溫度約為80°C、 時間約為10小時；干燥時溫度約為100°C，使水份含量質(zhì)量分數(shù)< ；在乙炔與氯化氫合 成氯乙烯的氣相反應中，反應溫度140°C，乙炔與氯化氫的摩爾比為1 1.05。實施例5一種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，包括如下含量的組分活性炭載體100 份，主催化成分氯化汞6份，輔助成分4份，輔助成分為氯化鉻；載體的堆積密度0. 5g/cm3、 比表面積800m2/g ；主催化成分及輔助成分配置成PH彡1的水溶液；浸漬溫度約為80°C、時 間約為10小時；干燥時溫度約為100°C，使水份含量質(zhì)量分數(shù)< ；在乙炔與氯化氫合成 氯乙烯的氣相反應中，反應溫度140°C，乙炔與氯化氫的摩爾比為1 1.05。實施例6一種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，包括如下含量的組分活性炭載體100 份，主催化成分氯化汞5份，輔助成分3份，輔助成分為氯化鐠；載體的堆積密度0. 5g/cm3、 比表面積1000m2/g ；主催化成分及輔助成分配置成PH彡1的水溶液；浸漬溫度約為80°C、 時間約為10小時；干燥時溫度約為100°C，使水份含量質(zhì)量分數(shù)< 1%;在乙炔與氯化氫合 成氯乙烯的氣相反應中，反應溫度140°C，乙炔與氯化氫的摩爾比為1 1.05。實施例7一種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，包括如下含量的組分活性炭載體100 份，主催化成分氯化汞12份，輔助成分共6份，輔助成分為氯化鉀、氯化鋇和氯化鋰的混合 物，其中氯化鉀2份，氯化鋇3份，氯化鋰1份；載體的堆積密度0. 5g/cm3、比表面積IOOOm2/ g ；主催化成分及輔助成分配置成PH彡1的水溶液；浸漬溫度約為80°C、時間約為10小時； 干燥時溫度約為100°C，使水份含量質(zhì)量分數(shù)< ；在乙炔與氯化氫合成氯乙烯的氣相反 應中，反應溫度140°C，乙炔與氯化氫的摩爾比為1 1.05。實施例8一種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，包括如下含量的組分活性炭載體100 份，主催化成分氯化汞10份，輔助成分共3份，輔助成分為氯化鍶、氯化鉻和氯化鐠的混合 物，其中氯化鍶1份，氯化鉻1份，氯化鐠1份；載體的堆積密度0. 5g/cm3、比表面積IOOOm2/ g ；主催化成分及輔助成分配置成PH彡1的水溶液；浸漬溫度約為80°C、時間約為10小時； 干燥時溫度約為100°C，使水份含量質(zhì)量分數(shù)< ；在乙炔與氯化氫合成氯乙烯的氣相反 應中，反應溫度140°C，乙炔與氯化氫的摩爾比為1 1.05。通過工業(yè)化側線試驗檢測，新型復合汞催化劑較傳統(tǒng)氯化汞催化劑穩(wěn)定性有明顯 提高，提高約0. 1 0. 5倍，延長了催化劑的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本并減小了汞對環(huán)境 的污染。
權利要求
1.一種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，其特征在于包括如下含量的組分載體活 性炭100份，主催化成分氯化汞1 15份，輔助成分0. 1 6份，輔助成分為鉀、鋇、鋰的氯 化物中的一種或幾種混合物。
2.—種乙炔氫氯化高穩(wěn)定性的復合汞催化劑，其特征在于包括如下含量的組分載體 活性炭100份，主催化成分氯化汞1 15份，輔助成分0. 1 6份，輔助成分為鍶、鉻、鐠的 氯化物中的一種或幾種混合物。
3.如權利要求1或2所述的乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，其特征在于載體可以 為二氧化硅、硅膠、硅藻土、釩土和分子篩中的一種。
4.如權利要求3所述的乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，其特征在于載體的堆積密 度> 0. 3g/cm3，比表面積彡200m2/g。
5.如權利要求4所述的乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，其特征在于催化劑采用浸 漬法制備，主催化成分及輔助成分配置成PH彡1的水溶液；浸漬溫度為10°C 80°C、時間 為5 15小時；干燥溫度為90°C 150°C，使水份含量質(zhì)量分數(shù)彡0. 3%。
6.如權利要求5所述的乙炔氫氯化高穩(wěn)定性復合汞催化劑，其特征在于乙炔與氯化氫 合成氯乙烯的氣相反應中，反應溫度120°C 160°C，乙炔與氯化氫的摩爾比為1 1.05。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種乙炔氫氯化反應高穩(wěn)定性復合汞催化劑，它包括如下含量的組分載體活性炭100份，主催化成分氯化汞1～15份，輔助成分0.1～6份，輔助成分為鉀、鋇、鋰的氯化物中的一種或多種混合物，輔助成分也可以為鍶、鉻、鐠的氯化物中的一種或多種混合物。本發(fā)明解決了當前氯化汞催化劑熱穩(wěn)定性差，催化劑中汞容易揮發(fā)流失，使用壽命短，對環(huán)境污染嚴重的問題。本發(fā)明的催化劑分散性好、熱穩(wěn)定性高，其穩(wěn)定性較單純氯化汞催化劑提高0.1～0.5倍，延長了催化劑的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本并減小污染。
文檔編號B01J29/00GK102085484SQ201010203350
公開日2011年6月8日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權日2010年6月11日
發(fā)明者夏銳, 龐曉東, 張傳彩, 張學魯, 張磊, 愷鋒, 李國棟, 李朝陽, 李靜, 王小昌, 王小艷, 陳萬銀 申請人:新疆兵團現(xiàn)代綠色氯堿化工工程研究中心(有限公司), 新疆天業(yè)(集團)有限公司