乙炔法生产醋酸乙烯工艺的催化剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种以醋酸和乙炔为原料制备醋酸乙烯的催化剂及其制备方法。该催化剂以造纸酸析木质素为原料制备的活性炭为载体，负载醋酸锌所形成，在制备醋酸乙烯的反应中具有良好的活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以醋酸和乙炔为原料，固定床式气相法合成醋酸乙烯 的催化剂及制备方法。
技术介绍
醋酸乙烯是使用最为广泛的有机化工原料之一，也是醋酸最主要 的下游产品之一，主要用于生产聚醋酸乙烯、聚乙烯醇以及和乙烯、 氯乙烯、丙烯腈的共聚物，这些产品被大量应用于涂料、染料、粘合 剂、化纤、薄膜及多种树脂等生产领域。随着科学技术的发展，新的 应用领域还在不断拓展。1922年，德国Muqaen发现浸渍在活性炭上的醋酸锌催化剂可以 气相合成醋酸乙烯。在二次世界大战中，德国赫斯特公司建成了规模 为12000吨/年的醋酸乙烯工厂，使得气相合成法实现了工业化。1968 年日本可乐丽公司使用拜耳催化剂技术的气相法合成VAc工业化之 后，乙烯法得到迅速发展。目前，美国、西欧、日本等许多公司已经 全部或者大部取代了乙炔法。但是，乙炔法因其具有技术简单，催化 剂价廉、易得、活性尚好，建厂费用低等特点，在某些国家和地区仍 具有较强的竞争力。乙炔气相法合成醋酸乙烯所使用的催化剂是Zn(CH3C00)2/C，该催 化剂的一个重要缺点是生产能力不高。为了提高该催化剂的生产能 力，国内外学者做了大量的研究工作，主要集中在研究开发具有高活性的催化剂活性组分，如日本学者(宫泽三郎《工业化学杂志》.v61.N0614(1958))曾提出一双组分氧化物(V205-Zn0和Fe20s)或三组分 氧化物(16 ZnO *32 Fe203 V203)作为催化剂的活性组分，虽然 在25(TC下具有高于Zn(CH3C00)2/C催化剂的生产能力，但因反应温 度高、成本高、活性下降快等而未工业化。国内吉林化学纤维研究所 对Zn0-ZnCl2/C催化剂进行了研究，并取得较好的中试效果，但由于 催化剂制备过程中会导致环境污染及ZnCl2对设备的腐蚀限制了该催 化剂的推广。陈曙等对活性组分的负载量对Zn(CH3COO)2/C催化剂生 产能力的影响进行了研究，但对活性炭的结构和性质对催化剂的性能 的影响研究得较少。
技术实现思路
木质素是除纤维素以外的另一种天然可再生资源，对木质素的利 用研究，尤其是造纸黑液木质素的利用研究，不仅涉及到资源的再利 用，而且是涉及环境保护的重要课题。木质素可用于水泥添加剂、各 类树脂的合成、水土保护剂等多种领域，由于木质素的炭含量较高约 为60%左右[孙勇、李佑虎环境保护Vil.28.no， 3. 2007]。利用其为 原料制备成活性炭是目前较为现实和有效的方式，Gonzalez-Serrano 等对亚硫酸盐木质素的ZnCl2活化制备活性炭进行了研究 (Ind. Eng. Res. ， 1997. 36. 4832-4839)。结果显示，利用ZnCl2为活化 剂可得到高比表面的活性炭。本专利技术提出了一种以造纸酸析木质素为原料制备催化剂载体以 及催化剂的方法，所制催化剂在催化醋酸和乙炔合成醋酸乙烯的反应中具有良好的性能。该方法不仅为催化剂载体来源的多样化提供了信 息，更重要的是为探索减轻造纸酸析木质素对环境所造成的污染进行 了有效的的尝试。本专利技术利用造纸酸析木质素为原料制备催化剂载体活性炭，其制备方法为，定量的ZnCl2和木质素混合均匀，可采用机械混合或将 ZnCl2用溶剂(水、醇)溶解后加入木质素混合均匀，经机械造粒成 指定的粒度，在惰性气体(氮气、氩气)保护下炭化，炭化温度为 400-800°C，炭化时间为2-5小时，其中ZnCl2的用量是10-50wt%。炭化完成后，用水反复洗涤得到催化剂载体，将定量的醋酸锌用甲醇 溶解后，通过浸渍负载到所制的活性炭上，干燥后得到制备醋酸乙烯 的催化剂。本专利技术催化剂是通过制备所得到的指定性粒度和形状；其外观结 构规整，易于装填；且具有良好的催化性能，具体数据见实施例。实施方式 实施例l称取定量的ZnCl2和木质素用球磨机混合均匀，或将定量ZnCl2 用甲醇和水溶解后将定量的木质素加入搅拌均匀后，用造粒机造粒， 成为活性炭前体。将活性炭前体放入陶瓷管中，通过惰性气体(氮气、 氩气)保护，逐渐升温到400-800°C,炭化2-5小时，降温将所制活 性炭用水反复洗涤到中性，干燥后得到催化剂载体，将定量的醋酸锌 溶解于甲醇中，通过浸渍方式负载到定量的活性炭上，干燥后得到所 需催化剂。使用上述方法得到不同ZnCl2含量的活性炭和不同醋酸锌含量的催化剂。实施例2称取10g实施例1中的含有15%醋酸锌催化剂，装填于直径1. 0cm 的管状反应器中，在反应温度为180。C，空速700 (h—、乙炔/醋酸 (摩尔比)为4.5的条件下反应，其时空收率(g/ml.d)为1.27。 实施例3称取10g实施例1中含有35%醋酸锌的催化剂，装填于直径1. Ocm 的管状反应器中，在反应温度为220。C，空速600 (h—0，乙炔/醋酸 (摩尔比)为5.0的条件下反应，其时空收率(g/ml.d)为23.79。 实施例4称取10g实施例1中含有10%醋酸锌的催化剂，装填于直径1. Ocm 的管状反应器中，在反应温度为200。C，空速700 (h—，乙炔/醋酸 (摩尔比)为4.7的条件下反应，其时空收率(g/ml.d)为1.32。 实施例5称取10g实施例1中含有30%醋酸锌的催化剂，装填于直径1. Ocm 的管状反应器中，在反应温度为160。C，空速800 (h—。，乙炔/醋酸 (摩尔比)为4.56的条件下反应，其时空收率(g/ml.d)为2. 10。 实施例6称取10g实施例1中含有25%醋酸锌的催化剂，装填于直径1. Ocm 的管状反应器中，在反应温度为210'。C，空速520 (h—I乙炔/醋酸 (摩尔比)为4.0的条件下反应，其时空收率(g/ml.d)为19.6。本文档来自技高网...

【技术保护点】
乙炔法生产醋酸乙烯工艺的催化剂，其特征在于：该催化剂的载体为活性炭，该活性炭由造纸酸析木质素为原料制备得到，催化剂的活性组分为醋酸锌。

【技术特征摘要】
1、乙炔法生产醋酸乙烯工艺的催化剂，其特征在于该催化剂的载体为活性炭，该活性炭由造纸酸析木质素为原料制备得到，催化剂的活性组分为醋酸锌。2、 根据权利要求1中所述的乙炔法生产醋酸乙烯工艺的催化剂，其 特征在于该催化剂中醋酸锌的含量为10_35wt%。3、 根据权利要求1中所述的乙炔法生产醋酸乙烯工艺的催化剂的制 备方法，其特征在于该催化剂通过以下方法制备① 将...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋勤华，袁国卿，邵守言，凌晨，钱庆利，曹宏兵，闫芳，闫丰文，高元明，郭存悦，
申请(专利权)人：江苏索普集团有限公司，中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：32[]