一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒的制备方法，所述制备方法包括：FAU分子筛预处理、浸渍、FAU分子筛后处理、负载、烘干、激活。本发明专利技术还提供一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒，其在180

【技术实现步骤摘要】
一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒及其制备方法


[0001]本专利技术涉及无汞触媒领域，尤其是涉及一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒及其制备方法。

技术介绍

[0002]氯乙烯，是合成聚氯乙烯的单体。聚氯乙烯树脂是一种重要的塑料原料，是五大通用合成树脂之一，具有良好的物理及机械性能，广泛应用于工业制品、建材、管材、装饰材料、电线电缆，同时在包装材料、密封材料、纤维等方面也有广泛的应用。氯乙烯单体的生产是聚氯乙烯工业中的一个重要环节。
[0003]目前，世界上氯乙烯的生产技术主要有三种乙炔法、乙烯法和乙烷法。乙炔法是最早工业化的氯乙烯生产技术。此法优点是流程简单，转化率高，但缺点是耗电量较大，尤其其中使用含汞催化剂严重危害工人健康，并造成严重的环境污染。随着生产工艺的发展，在发达国家乙炔法已经被乙烯法路线所取代。但是，我国是一个“多煤、少气、贫油”的国家，我国的乙烯产出基本上完全依赖于石油。从1993年开始，我国就从石油净出口国变为进口国，尤其近几年我国石油进口量持续不断增长，对进口石油的依赖度越来越大。
[0004]因此，对我国而言，还是要主要并长期采用乙炔法生产氯乙烯。国内整体的氯乙烯产业布局主要集中在西北地区。早在2015年之前，我国乙炔法制氯乙烯行业全部使用的是汞触媒(HgCl2%≥10%)或低汞触媒(HgCl2%：4%
‑
6.5%)对氯乙烯的制备进行催化。由于汞对环境和人体健康的严重影响，采用无汞触媒对氯乙烯的制备意义重大。
[0005]目前关于乙炔法聚氯乙烯无汞触媒催化剂的研究主要包括贵金属催化剂、非贵金属催化剂以及非金属催化剂。其中，非贵金属催化剂相较于贵金属催化剂、非金属催化剂，具有成本低、环境危害小、催化活性较高等特点，完全能够达到工业化应用的要求，日渐取代汞触媒成为氯乙烯行业的主力催化剂。
[0006]申请人经研究发现，目前采用无汞触媒催化剂对乙炔法制氯乙烯的生产工艺中，为避免在较高反应温度下易产生副产物，影响终端产品质量及纯度的缺陷，现有工艺及催化剂往往是采用降低反应温度的方法，以抑制副产物的产生，同时避免催化剂有效成分的流失。但是采用上述的生产方法，一方面由于乙炔法制氯乙烯的反应为放热反应，采用降低反应温度的做法，需要采用冷媒对反应系统进行温度控制，并将其控制在比较低的温度范围内，由此冷却系统能耗较高，并增加设备检修、维护成本；另一方面，采用降低反应温度的做法，在一定程度上会降低反应速率，增加生产的时间、人力成本。
[0007]中国专利CN106492869A公开了一种用于乙炔氢氯化反应的非贵金属无汞催化剂及其制备方法和应用，其采用铜盐、铵盐和磷酸作为催化剂活性成分，负载于活性炭上，制得所述的无汞催化剂。但是，采用该催化剂对乙炔氯氢化反应进行催化时，其反应温度需控制在130℃，该做法需要采用冷媒对反应系统进行温度控制，其冷却系统能耗较高；同时，还会在一定程度上会降低反应速率；综合下来，其时间、人力、设备成本较高。
[0008]中国专利CN103894220B公开了一种用于乙炔氢氯化反应的分子筛无汞催化剂及
其制备方法，其采用50
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100wt％的FAU型硅铝分子筛和0
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50wt％的二氧化硅、氧化铝的非分子筛组分相结合，制得所述的催化剂。但是，所述的催化剂对乙炔氯氢化反应进行催化的过程中，其性能衰减较快，具体表现为转化率的下降，需要额外的催化剂再生工序恢复所述催化剂性能，不但浪费时间，还会影响生产的正常连续稳定运行；同时所述催化剂的催化寿命不够理想，还有待进一步提高。

技术实现思路

[0009]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒及其制备方法，以实现以下专利技术目的：（1）提供一种无汞触媒，在对乙炔法制氯乙烯的过程中，在保证最佳反应温度的同时，能够有效避免副产物的产生，保证反应效率；（2）提供一种无汞触媒，在对乙炔法制氯乙烯的过程中，催化性能持久，使用寿命理想。
[0010]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒的制备方法，所述制备方法包括：FAU分子筛预处理、浸渍、FAU分子筛后处理、负载、烘干、激活；所述FAU分子筛预处理，包括焙烧、喷液、平衡；所述FAU分子筛后处理，包括干燥、热处理；所述喷液，所述焙烧后的Zn
‑
Y型FAU分子筛原粉自然冷却至65
‑
70℃时，将改性液均匀喷涂于所述Zn
‑
Y型FAU分子筛原粉表面，进行喷液改性；所述改性液，包括有：丙酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、聚乙二醇。
[0011]进一步的，所述喷液，喷液时间为8
‑
10min；所述改性液用量，为所述Zn
‑
Y型FAU分子筛原粉体积的1
‑
3倍；所述丙酮：N,N
‑
二甲基甲酰胺：聚乙二醇的重量份比值为10
‑
15:5
‑
9:2
‑
3。
[0012]进一步的，所述焙烧，将预定份数的Zn
‑
Y型FAU分子筛原粉，置于富氧气氛条件下，以3
‑
5℃/min的升温速率升温至350
‑
400℃，升温完成后保温1
‑
2h；所述Zn
‑
Y型FAU分子筛原粉，Fe含量为1.1
‑
1.4wt%；所述富氧气氛，氧气含量为30
‑
35%，其余为氮气。
[0013]进一步的，所述浸渍，包括有：一次浸渍；所述一次浸渍，将所述FAU分子筛预处理制得的改性Zn
‑
Y型FAU分子筛，投入至一次浸渍液中，加热至60℃，搅拌浸渍，制得改性Zn/Cu
‑
Y型FAU分子筛；所述一次浸渍液，为氯化铜溶液；所述氯化铜溶液，浓度为25
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35%。
[0014]进一步的，所述浸渍，还包括有：二次浸渍；所述二次浸渍，将一次浸渍后的改性Zn
‑
Y型FAU分子筛，投入至二次浸渍液中，加热至70℃，浸渍，制得浸渍后的改性Zn/Cu
‑
Y型FAU分子筛。
[0015]所述二次浸渍液，为氯化铵溶液；所述氯化铵溶液，浓度为15
‑
20%。
[0016]进一步的，所述热处理，将所述干燥后的改性Zn/Cu
‑
Y型FAU分子筛，投入至氢气气
氛条件下，加热至130℃保温，热处理3
‑
4h。
[0017]进一步的，所述负载，将所述FAU分子筛后处理制得的改性Zn/Cu
‑
Y型FAU分子筛投入至3
‑
5倍体积的负载液中，升温至40
‑
50℃保温，搅拌负载2
‑
3h；所述负载液，包括有无水乙醇、N
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：FAU分子筛预处理、浸渍、FAU分子筛后处理、负载、烘干、激活；所述FAU分子筛预处理，包括焙烧、喷液、平衡；所述FAU分子筛后处理，包括干燥、热处理；所述喷液，所述焙烧后的Zn
‑
Y型FAU分子筛原粉自然冷却至65
‑
70℃时，将改性液均匀喷涂于所述Zn
‑
Y型FAU分子筛原粉表面，进行喷液改性；所述改性液，包括有：丙酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、聚乙二醇。2.根据权利要求1所述的一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒的制备方法，其特征在于，所述喷液，喷液时间为8
‑
10min；所述改性液用量，为所述Zn
‑
Y型FAU分子筛原粉体积的1
‑
3倍；所述丙酮：N,N
‑
二甲基甲酰胺：聚乙二醇的重量份比值为10
‑
15:5
‑
9:2
‑
3。3.根据权利要求1所述的一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒的制备方法，其特征在于，所述焙烧，将预定份数的Zn
‑
Y型FAU分子筛原粉，置于富氧气氛条件下，以3
‑
5℃/min的升温速率升温至350
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400℃，升温完成后保温1
‑
2h；所述Zn
‑
Y型FAU分子筛原粉，Fe含量为1.1
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1.4wt%；所述富氧气氛，氧气含量为30
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35%，其余为氮气。4.根据权利要求1所述的一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒的制备方法，其特征在于，所述浸渍，包括有：一次浸渍；所述一次浸渍，将所述FAU分子筛预处理制得的改性Zn
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Y型FAU分子筛，投入至一次浸渍液中，加热至60℃，搅拌浸渍，制得改性Zn/Cu
‑
Y型FAU分子筛；所述一次浸渍液，为氯化铜溶液；所述氯化铜溶液，浓度为25
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35%。5.根据权利要求1所述的一种基于FAU分子筛的氯乙烯无汞触媒的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李通，
申请(专利权)人：李通，
类型：发明
国别省市：