CN103191763A - 用于生产氯乙烯的催化剂组合物及其制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于生产氯乙烯的催化剂组合物,属于聚氯乙烯生产领域。所述催化剂组合物包括:氯化汞3-6重量份、稀土氯化物0.5-4.5重量份、氯化铜和/或氯化亚铜0.5-2.5重量份、无机分散剂0.1-1重量份。本发明通过优化催化剂组合物配方,提高了催化剂的稳定性;通过加入助分散剂,提高了活性组份在载体表面的分散均匀性,确保了在大幅度降低氯化汞含量的同时,催化剂的活性和稳定性没有降低,很好满足了生产的需求。
Description
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯生产领域,特别涉及一种用于乙炔与氯化氢合成反应生成氯乙烯过程中使用的低含量氯化汞催化剂。
背景技术
聚氯乙烯(Polyvinyl chloride polymer,PVC),是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂,其由于具有良好的理化性质,已成为一种不可或缺的材料原料。聚氯乙烯生产工艺主要有石油乙烯法和电石乙炔法。我国富煤、贫油、少气的资源特点,使得电石乙炔法成为我国聚氯乙烯生产的主流工艺。
电石乙炔法先通过催化剂催化乙炔与氯化氢发生加成反应制成氯乙烯,再通过氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。用于生产氯乙烯的催化剂以氯化汞为主要活性组分,将活性组分通过浸渍法负载在活性炭等载体上制成催化剂。工业上普遍使用的这类催化剂中氯化汞质量含量在10-13%。
目前,上述催化剂具有反应活性高、选择性好等特点,但该类催化剂氯化汞含量高、氯化汞升华损失量大,催化剂中超过50%的氯化汞将流失到后续生产***,因而会造成了较大的汞污染。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种用于生产氯乙烯的催化剂组合物及其制备方法、应用。所述技术方案如下:
一方面,提供了一种用于生产氯乙烯的催化剂组合物,包括:氯化汞3-6重量份、稀土氯化物0.5-4.5重量份、氯化铜和/或氯化亚铜0.5-2.5重量份、无机分散剂0.1-1重量份。
优选,所述催化剂组合物包括:
氯化汞5.5-6重量份、稀土氯化物1-2重量份、氯化铜和/或氯化亚铜0.5-1重量份、无机分散剂0.1-0.2重量份。
优选,所述催化剂组合物包括:
氯化汞3.0-4.5重量份、稀土氯化物3-4.5重量份、氯化铜和/或氯化亚铜2.0-2.5重量份、无机分散剂0.5-1重量份。
优选,所述的稀土氯化物为一种轻稀土氯化物或一种以上轻稀土氯化物的混合物。
优选,所述的无机分散剂为硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或一种以上组合。
另一方面,提供了一种用于生产氯乙烯的催化剂的制备方法,所述制备方法包括:
按以下重量百分比称取原料:权利要求1所述的催化剂组合物10-13%、催化剂载体87-90%;
配制浸渍液:将所述的催化剂组合物溶于水中,制成所述催化剂组合物的质量浓度为10-20%的浸渍液;
浸渍载体:将所述的催化剂载体放入所述的浸渍液内濅渍24小时以上,所述的濅渍液温度在80℃以下,浸渍过程中对所述的浸渍液进行搅拌,搅拌速度为0.5-5转/min,前6小时,每1小时搅拌5min,后期时间每2小时搅拌5min。
获得催化剂:浸渍完后,将上述含有催化剂载体的浸渍液进行固液分离,将分离出的固相进行干燥,得催化剂。
优选,所述的催化剂载体为改性活性炭,所述改性活性炭的比表面积为750-1300m2/g、机械强度大于95%。
具体地,所述改性活性炭通过下述方法制得:
将活性炭放入强酸中浸泡2-6小时,过滤得酸洗后的活性炭:
将所述的酸洗后的活性炭的pH值调节至中性;
然后用氧化类强酸浸泡上述步骤得到的活性炭1-4小时,过滤分离、烘干,得改性活性炭。
优选,所述的强酸为磷酸、硫酸、盐酸中的一种或一种以上组合;
所述的强氧化性酸为硝酸、浓硫酸、高氯酸中的一种或一种以上组合。
有一方面,提供了上述催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中应用,其应用条件包括:
乙炔空速在15-35m3乙炔/(m3催化剂·h),反应温度110-180℃,原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量3-10%。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
通过优化催化剂组合物配方,提高了催化剂的稳定性;通过加入助分散剂,提高了活性组份在载体表面的分散均匀性,确保了在大幅度降低氯化汞含量的同时,催化剂的活性和稳定性没有降低,很好满足了生产的需求。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例中的原料均为市购产品,其中所述活性炭优选市售直径2-4mm规格的煤制炭或无定型的椰壳炭,4-8目≥98%。
实施例1
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞3-6kg、稀土氯化物0.5-4.5kg、氯化铜和/或氯化亚铜0.5-2.5kg、无机分散剂0.1-1kg,将上述组分混合均匀得到催化剂组合物。
优选,所述的稀土氯化物为一种轻稀土氯化物或一种以上轻稀土氯化物的混合物。
优选,所述的无机分散剂为硅酸盐类和/或碱金属磷酸盐类分散剂,如硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或两种以上组合。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:按以下重量百分比称取原料,步骤(1)中的催化剂组合物10-13%、催化剂载体87-90%;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于适量水中,制成浸渍液,所述的浸渍液中所述催化剂组合物的质量浓度为10-20%;
浸渍载体:将所述浸渍液放入浸渍釜中,将前述步骤中称取的催化剂载体放入所述的浸渍液内濅渍24小时以上,控制所述浸渍釜的温度,使所述的濅渍液温度在80℃以下,浸渍过程中对所述的浸渍液进行搅拌,搅拌速度为0.5-5转/min,前6小时,每1小时搅拌5min,后期时间每2小时搅拌5min。
获得催化剂:浸渍完成后,将上述含有催化剂载体的浸渍液进行固液分离,将分离出的固相进行干燥,得催化剂。
优选,所述的催化剂载体为改性活性炭,更优选所述改性活性炭的比表面积为750-1300m2/g、机械强度大于95%。
所述活性炭的改性产品通过下述方法制的:
将活性炭放入强酸中浸泡2-6小时,过滤得酸洗后的活性炭;
将所述的酸洗后的活性炭的pH值调节至中性;
然后用氧化类强酸浸泡上述步骤得到的活性炭1-4小时,得所需活性炭。
所述的强酸为磷酸、硫酸、盐酸等强酸中的一种或一种以上组合;
所述的强氧化性酸为硝酸、浓硫酸、高氯酸等强氧化性酸中的一种或一种以上组合。
通过对催化剂载体进行改性,增加了催化剂的活性中心,在大幅度降低氯化汞含量的同时,保证催化剂的活性和稳定性没有降低,很好满足了生产的需求。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
在2.4米直径的转化器中装填3.2吨制备的催化剂,通入原料气,其中乙炔空速在15-35m3乙炔/(m3催化剂·h),原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量3-10%,反应温度控制在110-180℃。
本发明实施例提供催化剂催化在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯中,乙炔的转化率≥98%,催化剂的使用寿命≥8000小时。
实施例2
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞3kg、氯化镧0.5kg、氯化铜0.5kg、硅酸钠0.1kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物4.1kg、活性炭36.9kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于36.9kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:
将上述步骤称取的活性炭放入适量磷酸中浸泡6小时,过滤得酸洗后的活性炭:
将所述的酸洗后的活性炭的pH值调节至中性;
然后用硝酸浸泡1小时后离心过滤分离,将固相烘干后得改性活性炭。
浸渍载体:将配制好的浸渍液放入浸渍釜中,将前述步骤中得到的改性活性炭浸泡在所述的浸渍液内濅渍26小时,控制所述浸渍釜的温度,使所述的濅渍液温度在70℃,并且在濅渍过程中用框式搅拌器对所述的浸渍液进行搅拌,搅拌速度为5转/min,前6小时,每1小时搅拌5min,后期时间每2小时搅拌5min。
获得催化剂:浸渍完成后,将上述含有改性活性炭的浸渍液进行固液分离,将分离出的固相在110℃下烘6小时,得催化剂。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
在2.4米直径的转化器中装填3.2吨制备的催化剂,通入原料气,其中乙炔空速在20m3乙炔/(m3催化剂·h),原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量3%,反应温度控制在110℃。
实施例3
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞3kg、氯化镧2.5kg、氯化铈2kg、氯化铜0.5kg、氯化亚铜2kg、三聚磷酸钠1kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物11kg、活性炭73.6kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于55kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:
将上述步骤称取的活性炭放入适量硫酸中浸泡2小时,过滤得酸洗后的活性炭;
将所述的酸洗后的活性炭的pH值调节至中性;
然后用浓硫酸浸泡4小时后离心过滤分离,将固相烘干后得改性活性炭。
浸渍载体:将配制好的浸渍液放入浸渍釜中,将前述步骤中得到的改性活性炭浸泡在所述的浸渍液内濅渍32小时,控制所述浸渍釜的温度,使所述的濅渍液温度在60℃,并且在濅渍过程中用框式搅拌器对所述的浸渍液进行搅拌,搅拌速度为2转/min,前6小时,每1小时搅拌5min,后期时间每2小时搅拌5min。
获得催化剂:浸渍完成后,将上述含有改性活性炭的浸渍液进行固液分离,将分离出的固相在100℃下烘8小时,得催化剂。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
在2.4米直径的转化器中装填3.2吨制备的催化剂,通入原料气,其中乙炔空速在20m3乙炔/(m3催化剂·h),原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量10%,反应温度控制在180℃。
实施例4
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞6kg、氯化铈0.5kg、氯化铜2.5kg、硅酸钠0.5kg、六偏磷酸钠0.5kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物10kg、活性炭67kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于50kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:
将上述步骤称取的活性炭放入适量盐酸中浸泡2小时,过滤得酸洗后的活性炭;
将所述的酸洗后的活性炭的pH值调节至中性;
然后用高氯酸浸泡4小时后离心过滤分离,将固相烘干后得改性活性炭。
浸渍载体:将配制好的浸渍液放入浸渍釜中,将前述步骤中得到的改性活性炭浸泡在所述的浸渍液内濅渍32小时,控制所述浸渍釜的温度,使所述的濅渍液温度在60℃,并且在濅渍过程中用框式搅拌器对所述的浸渍液进行搅拌,搅拌速度为1转/min,前6小时,每1小时搅拌5min,后期时间每2小时搅拌5min。
获得催化剂:浸渍完成后,将上述含有改性活性炭的浸渍液进行固液分离,将分离出的固相在100℃下烘8小时,得催化剂。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
在2.4米直径的转化器中装填3.2吨制备的催化剂,通入原料气,其中乙炔空速在30m3乙炔/(m3催化剂·h),原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量8%,反应温度控制在180℃。
实施例5
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞6kg、氯化镧4kg、氯化铈0.5kg、氯化铜0.5kg、焦磷酸钠0.1kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物11kg、活性炭73.6kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于55kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:
将上述步骤称取的活性炭放入适量盐酸中浸泡2小时,过滤得酸洗后的活性炭;
将所述的酸洗后的活性炭的pH值调节至中性;
然后用高氯酸浸泡4小时后离心过滤分离,将固相烘干后得改性活性炭。
浸渍载体:将配制好的浸渍液放入浸渍釜中,将前述步骤中得到的改性活性炭浸泡在所述的浸渍液内濅渍32小时,控制所述浸渍釜的温度,使所述的濅渍液温度在60℃,并且在濅渍过程中用锚式搅拌器对所述的浸渍液进行搅拌,搅拌速度为1转/min,前6小时,每1小时搅拌5min,后期时间每2小时搅拌5min。
获得催化剂:浸渍完成后,将上述含有改性活性炭的浸渍液进行固液分离,将分离出的固相在100℃下烘8小时,得催化剂。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
在2.4米直径的转化器中装填3.2吨制备的催化剂,通入原料气,其中乙炔空速在30m3乙炔/(m3催化剂·h),原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量7%,反应温度控制在180℃。
实施例6
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞5.5kg、氯化镧1kg、氯化铈1kg、氯化铜0.5kg、氯化亚铜0.5kg、硅酸钠0.1kg、焦磷酸钠0.1kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物8.7kg、活性炭58.2kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于43.5kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:同实施例5。
浸渍载体:同实施例5。
获得催化剂:同实施例5。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
同实施例5。
实施例7
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞6kg、氯化镧1kg、氯化亚铜0.5kg、硅酸钠0.1kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物7.6kg、活性炭50.9kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于38kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:同实施例5。
浸渍载体:同实施例5。
获得催化剂:同实施例5。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
同实施例5。
实施例8
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞6kg、氯化镧2kg、氯化铜0.5kg、氯化亚铜0.5kg、硅酸钠0.2kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物9.2kg、活性炭61.6kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于46kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:同实施例5。
浸渍载体:同实施例5。
获得催化剂:同实施例5。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
同实施例5。
实施例9
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞3kg、氯化镧3kg、氯化亚铜2kg、硅酸钠0.5kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物8.5kg、活性炭56.9kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于42.5kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:同实施例5。
浸渍载体:同实施例5。
获得催化剂:同实施例5。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
在2.4米直径的转化器中装填3.2吨制备的催化剂,通入原料气,其中乙炔空速在20m3乙炔/(m3催化剂·h),原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量7%,反应温度控制在180℃。
实施例10
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞3kg、氯化镧4.5kg、氯化铜0.5kg、氯化亚铜2kg、硅酸钠1kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物11kg、活性炭73.6kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于55kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:同实施例5。
浸渍载体:同实施例5。
获得催化剂:同实施例5。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
同实施例9。
实施例11
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞4.5kg、氯化镧3kg、氯化铜0.5kg、氯化亚铜2kg、硅酸钠0.5kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物10kg、活性炭67kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于50kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:同实施例5。
浸渍载体:同实施例5。
获得催化剂:同实施例5。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
同实施例9。
实施例12
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞4.5kg、氯化镧4.5kg、氯化铜0.5kg、氯化亚铜2kg、硅酸钠0.5kg、焦磷酸钠0.5kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物12.5kg、活性炭83.7kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于62.5kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:同实施例5。
浸渍载体:同实施例5。
获得催化剂:同实施例5。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
在2.4米直径的转化器中装填3.2吨制备的催化剂,通入原料气,其中乙炔空速在25m3乙炔/(m3催化剂·h),原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量7%,反应温度控制在180℃。
实施例13
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞4.5kg、氯化镧2kg、氯化铜1kg、焦磷酸钠0.3kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物7.8kg、活性炭52.2kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于39kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:同实施例5。
浸渍载体:同实施例5。
获得催化剂:同实施例5。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
同实施例12。
实施例14
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞5.5kg、氯化镧3kg、氯化铜2kg、焦磷酸钠0.5kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物11kg、活性炭73.6kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于55kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:同实施例5。
浸渍载体:同实施例5。
获得催化剂:同实施例5。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
同实施例12。
实施例15
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂组合物:
称取氯化汞5.5kg、氯化镧2kg、氯化铜1kg、焦磷酸钠0.3kg,将上述原料混合均匀得到催化剂组合物。
(2)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:称取步骤(1)中的催化剂组合物8.8kg、活性炭67.7kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于44kg水中,制成浸渍液;
对活性炭进行改性处理:同实施例5。
浸渍载体:同实施例5。
获得催化剂:同实施例5。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
同实施例12。
对比例
(1)制备用于生产氯乙烯的催化剂:
准备原料:氯化汞11kg、活性炭3.6kg;
配制浸渍液:将上述步骤称取的催化剂组合物溶于55kg水中,制成浸渍液;
浸渍载体:将配制好的浸渍液放入浸渍釜中,将活性炭浸泡在所述的浸渍液内濅渍32小时,控制所述浸渍釜的温度,使所述的濅渍液温度在60℃。
获得催化剂:浸渍完成后,将上述含有活性炭的浸渍液进行固液分离,将分离出的固相在100℃下烘8小时,得催化剂。
(3)催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的应用,其应用条件包括:
在2.4米直径的转化器中装填3.2吨制备的催化剂,通入原料气,其中乙炔空速在30m3乙炔/(m3催化剂·h),原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量7%,反应温度控制在180℃。
本发明实施例2-15及对比例催化乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯的效果见表1。
表1本发明实施例2-15及对比例在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中的
催化作用
实施例 | 1000小时乙 | 2000小时乙 | 4000小时乙炔 | 6000小时乙炔 | 8000小时乙 |
炔平均转化率 | 炔平均转化率 | 平均转化率 | 平均转化率 | 炔平均转化率 | |
2 | 98.6% | 98.6% | 98.4% | 98.2% | 98.0% |
3 | 98.4% | 98.4% | 98.3% | 98.2% | 98.0% |
4 | 98.6% | 98.6% | 98.4% | 98.0% | 98.0% |
5 | 98.5% | 98.5% | 98.3% | 98.2% | 98.1% |
6 | 99.5% | 99.5% | 99.3% | 99.0% | 98.6% |
7 | 99.6% | 99.6% | 99.4% | 99.2% | 98.8% |
8 | 99.4% | 99.4% | 99.2% | 99.1% | 98.9% |
9 | 99.1% | 99.1% | 99.0% | 98.7% | 98.5% |
10 | 99.3% | 99.3% | 99.1% | 98.7% | 98.5% |
11 | 99.5% | 99.2% | 99.0% | 98.8% | 98.7% |
12 | 99.4% | 99.4% | 99.2% | 98.9% | 98.6% |
13 | 99.3% | 99.3% | 99.1% | 98.7% | 98.3% |
14 | 99.2% | 99.1% | 99.0% | 98.6% | 98.4% |
15 | 99.6% | 99.6% | 99.2% | 98.9% | 98.5% |
对比例 | 98.2% | 98.2% | 90.2% | 80.1% | 76.3% |
由表1可知,本发明实施例提供的催化剂在催化乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯工艺中,乙炔的转化率可达98%以上,催化剂的使用寿命大于8000小时。其中实施例6-8在气量30m3乙炔/(m3催化剂·h)下,在催化剂工作8000小时后乙炔的转化率仍能达到98.5%以上;实施例9-12在催化剂活性组分中的氯化汞降到4.5重量份下时,催化剂工作8000小时后乙炔的转化率仍能达到98.5%以上。而对比例提供的催化剂随着工作时间的增加,乙炔的转化率越来越低。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于生产氯乙烯的催化剂组合物,包括:氯化汞3-6重量份、稀土氯化物0.5-4.5重量份、氯化铜和/或氯化亚铜0.5-2.5重量份、无机分散剂0.1-1重量份。
2.如权利要求1所述的用于生产氯乙烯的催化剂组合物,其特征在于,所述催化剂组合物包括:
氯化汞5.5-6重量份、稀土氯化物1-2重量份、氯化铜和/或氯化亚铜0.5-1重量份、无机分散剂0.1-0.2重量份。
3.如权利要求1所述的用于生产氯乙烯的催化剂组合物,其特征在于,所述催化剂组合物包括:
氯化汞3.0-4.5重量份、稀土氯化物3-4.5重量份、氯化铜和/或氯化亚铜2.0-2.5重量份、无机分散剂0.5-1重量份。
4.如权利要求1-3任一项权利要求所述的用于生产氯乙烯的催化剂组合物,其特征在于,所述的稀土氯化物为一种轻稀土氯化物或一种以上轻稀土氯化物的混合物。
5.如权利要求1-3任一项权利要求所述的用于生产氯乙烯的催化剂组合物,其特征在于,所述的无机分散剂为硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或一种以上组合。
6.一种用于生产氯乙烯的催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
按以下重量百分比称取原料:权利要求1所述的催化剂组合物10-13%、催化剂载体87-90%;
配制浸渍液:将所述的催化剂组合物溶于水中,制成所述催化剂组合物的质量浓度为10-20%的浸渍液;
浸渍载体:将所述的催化剂载体放入所述的浸渍液内濅渍24小时以上,所述的濅渍液温度在80℃以下,浸渍过程中对所述的浸渍液进行搅拌,搅拌速度为0.5-5转/min,前6小时,每1小时搅拌5min,后期时间每2小时搅拌5min。
获得催化剂:浸渍完后,将上述含有催化剂载体的浸渍液进行固液分离,将分离出的固相进行干燥,得催化剂。
7.如权利要求6所述的用于生产氯乙烯的催化剂的制备方法,其特征在于,所述的催化剂载体为改性活性炭,所述改性活性炭的比表面积为750-1300m2/g、机械强度大于95%。
8.如权利要求7所述的用于生产氯乙烯的催化剂的制备方法,其特征在于,
所述改性活性炭通过下述方法制得:
将活性炭放入强酸中浸泡2-6小时,过滤得酸洗后的活性炭;
将所述的酸洗后的活性炭的pH值调节至中性;
然后用氧化类强酸浸泡上述步骤得到的活性炭1-4小时,过滤分离、烘干,得改性活性炭。
9.如权利要求7所述的用于生产氯乙烯的催化剂的制备方法,其特征在于,
所述的强酸为磷酸、硫酸、盐酸中的一种或一种以上组合;
所述的强氧化性酸为硝酸、浓硫酸、高氯酸中的一种或一种以上组合。
10.权利要求6-9任一项权利要求制备的催化剂在乙炔与氯化氢气体合成氯乙烯过程中应用,其特征在于,其应用条件包括:
乙炔空速在15-35m3乙炔/(m3催化剂·h),反应温度110-180℃,原料气中氯化氢气体较乙炔气体过量3-10%。
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