一种乙炔氢氯化生产氯乙烯的催化剂及其应用方法技术

技术编号:14551270 阅读:94 留言:0更新日期:2017-02-05 00:23
本申请涉及一种乙炔氢氯化生产氯乙烯的催化剂及其应用方法。所述催化剂包括含有无水四氯化锡的液相活性组分以及固相活性组分。所述的固相活性组分为无定形硅铝氧化物和/或氧化铝。所述方法中使用的反应器为固定床反应器,或者浆态床反应器,反应器进口带有气体分布器,出口带有冷却回流装置。该催化体系组成简单,传质传热快,无反应热点问题;催化剂价格低廉易得,并且可循环使用,反应活性稳定,催化剂寿命长。

Catalyst for producing vinyl chloride by acetylene hydrogen chloride and its application method

The present invention relates to a catalyst for the production of vinyl chloride from acetylene and its application. The catalyst comprises a liquid phase active component containing anhydrous four tin chloride and a solid phase active component. The solid phase active component is amorphous silicon aluminum oxide and / or alumina. The reactor used in the method is a fixed bed reactor or a slurry bed reactor. The catalytic system has the advantages of simple structure, fast mass transfer and heat transfer, no reaction hot spot problem, low cost and easy use of the catalyst, stable reaction activity and long catalyst life.

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种乙炔氢氯化反应制氯乙烯的无汞非贵金属催化剂,属于催化化工领域。
技术介绍
氯乙烯单体是合成多种化工产品的基础原料,其最主要的用途是生产聚氯乙烯,聚氯乙烯由于其良好的物理性能、化学性能以及机械性能,被广泛应用于各个行业领域。乙炔法(乙炔氢氯化法)、乙烯法和乙烷法是工业上合成氯乙烯单体的主要方法。我国“多煤、少气、贫油”的基本国情决定了乙炔法成为我国合成氯乙烯单体的主流工艺。然而乙炔法所用工业催化剂的活性组分HgCl2,在反应过程中逐渐挥发,引起催化剂的失活以及汞污染的环境问题,限制了乙炔法的发展。因此,开发环保高效的乙炔氢氯化反应无汞催化剂,成为此领域急需突破的关键问题。本申请公开了一种乙炔在液相无汞非贵金属催化体系中氢氯化生产氯乙烯的方法。此方法体系简单,催化剂自身含有液相,不需要加入其他溶剂;催化剂中液相体系传质传热快,床层温度均一,无反应热点问题;催化剂稳定性高,廉价易得,并且可在系统中循环使用,有很好的工业应用前景。
技术实现思路
本申请的一个方面,提供了一种乙炔氢氯化生产氯乙烯的催化剂,解决了现有技术中,因乙炔加氯化氢反应放热引起的体系局部过热,导致催化剂寿命降低以及单位催化剂生产能力受限的问题。所述催化剂中液相活性组分传质传热快,有助于消除床层热点,提高催化剂寿命,充分发挥催化剂的效率。所述催化剂其特征在于,包含液相活性组分和固相活性组分;所述液相活性组分为无水四氯化锡;所述固相活性组分选自无定形硅铝氧化物和/或氧化铝;所述液相活性组分与固相活性组分的重量比为0.5~6.0:1。优选地,所述固相活性组分为颗粒状和/或粉末状。优选地,所述固相活性组分的粒径范围为0.01mm~10mm。进一步优选地,所述催化剂用于固定床反应器时,所述固相活性组分的粒径范围上限任选自8mm、5mm、3mm、2mm、1mm,下限任选自0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm;更进一步优选地,所述固相活性组分的粒径范围为1mm~5mm。进一步优选地,所述催化剂用于浆态床反应器时,所述固相活性组分的粒径范围上限任选自1mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm,下限任选自0.01mm、0.05mm、0.08mm、0.1mm;更进一步优选地,所述固相活性组分的粒径范围为0.01mm~0.5mm。所述催化剂中,液相活性组分和固相活性组分的重量占整个催化剂总重量的80wt%~100wt%;优选地,液相活性组分和固相活性组分的重量占整个催化剂总重量的90wt%~100wt%;进一步优选地,液相活性组分和固相活性组分的重量占整个催化剂总重量的95wt%~100wt%;进一步优选地,液相活性组分和固相活性组分的重量占整个催化剂总重量的100wt%。在一个优选的实施方式中,所述液相活性组分与固相活性组分的重量比例范围上限任选自5.56:1、5:1、4.45:1、4:1,下限任选自0.5:1、2:1、2.65:1;进一步优选地,所述液相活性组分与固相活性组分的重量比例范围为2.0~4.0:1。优选地,所述氧化铝任选自ρ-氧化铝、χ-氧化铝、κ-氧化铝、η-氧化铝、γ-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝、α-氧化铝、β-氧化铝中的至少一种。进一步优选地,所述氧化铝为α-氧化铝和/或γ-氧化铝。更进一步优选地,所述氧化铝为γ-氧化铝。所述无定形硅铝氧化物为含有硅元素和铝元素的无定形氧化物,也称作硅铝型复合氧化物或硅铝复合氧化物,为无定形结构。制备方法采用本领域常规方法,如以硅溶胶和铝酸钠为原料,采用共沉淀法、分步沉淀法制备;或者以无定形氧化硅和无定形氧化铝为原料,通过机械混合法或者研磨法制备。本领域技术人员在本申请所述技术方案的启示下,可以根据实际生产需要,选择具有合适硅含量和铝含量的无定形硅铝氧化物。优选地,所述无定形硅铝氧化物中硅的含量以氧化物SiO2计为54wt%~70wt%,进一步优选为54wt%~64wt%。优选地,所述无定形硅铝氧化物中铝的含量以氧化物Al2O3计为30wt%~46wt%,进一步优选为36wt%~46wt%。根据本申请的又一方面,提供了一种所述催化剂用于乙炔氢氯化生产氯乙烯的方法,其特征在于,将含有乙炔和氯化氢的原料气通入装有上述任一催化剂的反应器,在原料气体流速与催化剂液相活性组分体积比为1~130h-1,反应温度80~120℃的条件下,生产氯乙烯;原料气中乙炔与氯化氢的摩尔比为1:0.5~5。在一个优选的实施方式中,所述原料气中乙炔与氯化氢的摩尔比例范围上限任选自1:0.5、1:0.8,下限任选自1:2、1:1.2;进一步优选地,所述原料气中乙炔与氯化氢的摩尔比例范围为1:0.8~2。在一个优选的实施方式中,所述原料气体流速与催化剂液相活性组分体积比例范围上限任选自125.2h-1、90h-1、60h-1、62.6h-1、47.4h-1、45h-1,下限任选自10h-1、17.3h-1、22.5h-1、23h-1、27h-1、28.3h-1、32.6h-1、33h-1;进一步优选地,所述原料气体流速/催化剂液相活性组分体积比例范围为10~60h-1。在一个优选的实施方式中,所述反应温度的范围上限任选自115℃、110℃、100℃,下限任选自80℃、90℃;进一步优选地,所述反应温度的范围为90~115℃。在一个优选的实施方式中,所述反应器为固定床反应器和/或浆态床反应器。优选地,所述固定床反应器为管式反应器,所述浆态床反应器为釜式反应器。在一个优选的实施方式中,所述反应器进口带有气体分布器,出口带有冷却回流装置。在一个优选的实施方式中,所述浆态床反应器为浆态床鼓泡反应器和/或浆态床搅拌反应器。本领域技术人员在本申请所述技术方案的启示下,可以根据实际生产需要,选择合适的固相活性组分粒径范围。优选地,所述反应器为固定床反应器时,所述固相活性组分的粒径范围为0.1mm~10mm。所述固相活性组分的粒径范围上限任选自8mm、5mm、3mm、2mm、1mm,下限任选自0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm;更进一步优选地,所述固相活性组分的粒径范围为1mm~5mm。优选地,所述反应器为浆态床反应器时,所述固相活性组分的粒径范围为0.01mm~1mm。所述固相活性组分的粒径范围上限任选自1mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙炔氢氯化生产氯乙烯的催化剂,其特征在于,所述催化剂包含液相活性组分和固相活性组分;所述液相活性组分为无水四氯化锡;所述固相活性组分选自无定形硅铝氧化物和/或氧化铝;所述液相活性组分与固相活性组分的重量比为0.5~6.0:1。

【技术特征摘要】
1.一种乙炔氢氯化生产氯乙烯的催化剂,其特征在于,所述催化剂
包含液相活性组分和固相活性组分;所述液相活性组分为无水四氯化锡;
所述固相活性组分选自无定形硅铝氧化物和/或氧化铝;所述液相活性组分
与固相活性组分的重量比为0.5~6.0:1。
2.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述无定形硅铝氧
化物为含有硅元素和铝元素的无定形氧化物;所述氧化铝为α-氧化铝和/
或γ-氧化铝。
3.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述液相活性组分
与固相活性组分的重量比为2.0~4.0:1。
4.一种权利要求1-3任一项所述催化剂用于乙炔氢氯化生产氯乙烯的
方法,其特征在于,将含有乙炔和氯化氢的原料气通入装有权利要求1-3
任一项所述催化剂的反应器,在原料气体流速与催化剂液相活性组分体积
比为1~130h-1,反应温度80~120℃的条件下,生产氯乙烯;原料气中乙
炔...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋智甲刘广业庞晓东徐云鹏刘中民李铭芝李世英
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心有限公司
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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