一种乙炔氢氯化的金基催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种乙炔氢氯化的金基催化剂及其制备方法和应用，催化剂由氯金酸和三苯基氧化膦组成，采用超声浸渍

【技术实现步骤摘要】
一种乙炔氢氯化的金基催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种乙炔氢氯化用的催化剂，特别是一种乙炔氢氯化的金基催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]乙炔氢氯化法和乙烯氧氯化法是氯乙烯(VCM)生产过程中主要采用的合成方法，由于受我国“贫油、富煤、少气”资源结构的制约，目前约75％左右的氯乙烯(VCM)是采用乙炔氢氯化法制取的，但该路线一直主要以剧毒的氯化汞/活性炭为催化剂，存在严重的环境污染问题。2013年10月10日，在日本举行的由联合国环境规划署主办的《水俣公约》外交全权大会上，包括中国在内的92个国家和地区的代表签署《水俣公约》，携手控制和减少全球汞排放。因此，金基无汞催化剂的研发对于PVC行业的发展及汞减排都有重要意义。
[0003]申请号为CN202211319462.0公开了一种乙炔氢氯化反应用催化剂和金基催化剂及制备和评价方法,该金基催化剂包括活性炭载体以及负载于所述活性炭载体上的金和助催化组分,所述活性炭载体为预处理后活性炭载体,所述金基催化剂中金的质量含量为0.05％～0.075％,助催化组分的质量含量为0.2％～0.5％,所述助催化组分为氯化铟、氯化镱或氯化钇,所述活性炭载体为片状椰壳活性炭、柱状木质活性炭、柱状椰壳活性炭、柱状煤质活性炭或球状木质活性炭。该包含活性炭载体和负载在活性炭载体上的金纳米线和助催化剂组分氯化铟、氯化镱或氯化钇的金基催化剂；氯化铟、氯化镱或氯化钇等金属氯化物会使催化活性点位被掩盖，导致催化转化率较低。
[0004]申请号为CN202011010260.9公开了一种含硫硅烷偶联剂修饰的金基催化剂及其制备方法和应用,该催化剂主要由主要活性物种高价金离子和载体含硫硅烷偶联剂修饰的活性炭组成,其中高价金离子占催化剂重量的0.1％～3％。该催化剂的制备主要分为两步：1)将含硫硅烷偶联剂修饰到活性炭表面；2)以氯金酸为前驱体,选择合适的溶剂通过搅拌、离心、过滤及烘干将其负载到步骤1)所合成的硫硅烷修饰的活性炭上,即得所述的含硫硅烷偶联剂修饰的金基催化剂。硫硅烷偶联剂之修饰载体，并未对活性组分起到任何催化作用。
[0005]申请号为CN202011123957.7公开了一种离子液体改性活性炭负载金催化剂及催化乙炔氢氯化反应的应用,所述催化剂是以离子液体改性活性炭为载体,采用浸渍法负载活性组分金。所述离子液体改性活性炭的制备方法：首先对活性炭进行碱洗除去表面浮尘及杂质,之后将离子液体溶解于相应溶剂并喷涂到碱洗后的活性炭载体上,最后真空干燥得到离子液体改性活性炭。申请人研究发现：离子液体并未真正与金离子配位，存在金利用率低、分散度低、催化转化率低、使用寿命短的技术问题。
[0006]申请号为201210100688.1公开了一种用于乙炔氢氯化的金络合物催化剂，该催化剂由主活性组分四硫氰酸合金酸钾、辅助活性组分氯化钾、氯化铜、氯化钴和氯化锌的一种或两种以上的组合、载体活性炭组成；乙炔氢氯化反应为放热反应，四硫氰酸合金酸钾加热至200℃时脱水，继续升温则分解为氰气和二氰合金酸钾，产生的氰气会进入催化之后的聚
合系统中，影响PVC质量。
[0007]申请号为201510585673.2公开了一种炭负载金催化剂的制备方法及该催化剂的应用，然后将金前驱体或者金的前驱体和第二种金属的氯化物一起加入到该混合液中，所述金前驱体为选自氯金酸(HAuCl4)、氯化金(AuCl3)、乙二胺氯化金(Au(en)2Cl3)、三苯基膦氯化金(Au(PPh3)Cl)等中的一种或几种，所述第二种金属选自Cu、In、Bi、Ba、Sr、Zn、Co中的一种，在室温下搅拌使金前驱体或者金前驱体和第二种金属的氯化物充分溶解，然后取炭载体经浸渍、在不超过180℃的条件下干燥制得炭负载金催化剂。申请人研究发现：金基催化剂为含量较低，如果在催化体系中加入Cu、In、Bi、Ba、Sr、Zn、Co会导致金的催化活性点位被掩盖，导致催化转化率较低。
[0008]申请号为201510452191.X公开了一种多孔固体材料负载型离子液体—金催化剂及其制备和应用，该专利的金属离子化合物为金化合物或者金化合物和第三种金属氯化物的组合，所述的金化合物选自金的氯化物、氯金酸、乙二胺氯化金、氯(三苯基亚磷酸)金或者氯(三乙基膦)金中的一种，第三种金属选自Cu、In、Bi、Ba、Sr、Fe、Mn、Zn、Co、Cs、K、Ca、Sn、Ni中的一种，离子液体选自咪唑类离子液体，申请人，研究发现：咪唑类离子液体在实际使用过程中，从后台转化器翻倒到前台转化器，转化生产的热量不容易散热，翻倒过程中会导致自燃，不利于工业化应用。
[0009]现有技术中采用的技术路线为：
①
三氯化金为主催化成分，辅助以氯化铟、氯化镱、氯化钇；
②
离子液体或含硫硅烷偶联剂修饰活性炭。总的来说，现有技术中金催化剂普遍存在金利用率低、分散度低、催化转化率低、使用寿命短的技术问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于，提供一种乙炔氢氯化的金基催化剂及其制备方法和应用，本专利技术的催化剂具有催化剂用量少、原子经济性好、对环境友好等优点。
[0011]本专利技术的技术方案：一种乙炔氢氯化的金基催化剂，所述催化剂由氯金酸、三苯基氧化膦和载体活性炭组成。
[0012]上述的一种乙炔氢氯化的金基催化剂，所述催化剂，按重量份计，氯金酸中金元素的含量为0.05～0.15％，三苯基氧化膦的含量为5～15％，余量为载体活性炭。
[0013]上述的一种乙炔氢氯化的金基催化剂，所述催化剂，按重量份计，金元素的含量为0.08～0.12％，三苯基氧化膦的含量为7～12％，余量为载体活性炭。
[0014]乙炔氢氯化的金基催化剂的制备方法，按以下步骤制备：
[0015](a)将三苯基氧化膦解于乙醇溶液中混合均匀，得A品；
[0016](b)将载体活性炭加入到A品中在超声条件下进行浸渍得B品；
[0017](c)将氯金酸解于乙醇溶液中混合均匀,将B品加入到氯金酸的乙醇溶液中超声浸渍得C品；
[0018](d)对C品进行微波干燥，将水分挥发，得乙炔氢氯化的金基催化剂。
[0019]上述的一种乙炔氢氯化的金基催化剂的制备方法，所述步骤(b)中，超声条件为20000Hz
‑
30000Hz，浸渍时间为4
‑
6小时。
[0020]上述的一种乙炔氢氯化的金基催化剂的制备方法，所述步骤(c)中，微波条件为400MHz
‑
800MHz，时间为5
‑
30分钟。
[0021]乙炔氢氯化的金基催化剂的应用，用于乙炔与氯化氢的加成反应。
[0022]乙炔氢氯化的金基催化剂的应用，乙炔与氯化氢加成反应的条件是：温度90
‑
200℃，乙炔和氯化氢的摩尔比为1:1.05
‑
1.1，工业化生产中的乙炔空速流速为20
‑
60h
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乙炔氢氯化的金基催化剂，其特征在于，所述催化剂由氯金酸、三苯基氧化膦和载体活性炭组成。2.根据权利要求1所述的一种乙炔氢氯化的金基催化剂，其特征在于，所述催化剂，按重量份计，氯金酸中金元素的含量为0.05～0.15％，三苯基氧化膦的含量为5～15％，余量为载体活性炭。3.根据权利要求2所述的一种乙炔氢氯化的金基催化剂，其特征在于，所述催化剂，按重量份计，金元素的含量为0.08～0.12％，三苯基氧化膦的含量为7～12％，余量为载体活性炭。4.按照权利要求1至3任一权利要求所述的乙炔氢氯化的金基催化剂的制备方法，其特征在于：按以下步骤制备：(a)将三苯基氧化膦解于乙醇溶液中混合均匀，得A品；(b)将载体活性炭加入到A品中在超声条件下进行浸渍得B品；(c)将氯金酸解于乙醇溶液中混合均匀,将B品加入到氯金酸的乙醇溶液中超声浸渍得C品；(d)对C品进行微波干燥，将水分挥发，得乙炔氢氯化的金基催化剂。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彬，李安静，赵应黔，何家明，王勇，冯琴，杨宏志，李庆，
申请(专利权)人：贵州重力科技环保股份有限公司，
类型：发明
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