本发明专利技术公开了一种乙炔法制备氯乙烯的含金催化剂及制备方法及用途，催化剂包含有金元素、镧元素、钴元素，助催化金属元素和具有多孔微结构的载体，金占催化剂质量的0.3％～2％，催化剂中金元素是以氯化金或硝酸金为来源的；钴元素是以钴的氯化物或硝酸钴为来源的；镧元素是以氯化镧或硝酸镧为来源的。本发明专利技术的催化剂在使用过程中不会出现因工业催化剂氯化汞升华而失活的现象，并且对环境无污染，克服了目前工业催化剂氯化汞高毒性高污染的问题，制备方法简单，乙炔的转化率和氯乙烯的选择性高，接近或超过氯化汞催化剂的工艺指标，且寿命长，最高可达1000小时以上，同时具有耐高温，可再生和强度高的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种乙炔法制备氯乙烯的含金催化剂及制备方法及用途。
技术介绍
聚氯乙烯材料由于其在物理性能、化学稳定性等多方面优异的表现，广泛应用在各行业领域中，是世界上用途最广泛的通用塑料之一。聚氯乙烯(PVC)由氯乙烯单体 (vinyl chloride, VCM)聚合而成。氯乙烯单体的工业生产方法主要有乙烯氧氯化法和乙炔电石法。在英美等发达国家由于石油工业的优势，主要以乙烯氧氯化法生产氯乙烯，而电石法氯乙烯的产量仅为全世界总产量的百分之十几。但近年来随着世界石油资源储量逐渐减少，原油价格不断走高，以煤炭为原料的乙炔电石法得到研究者们越来越大的关注。由于我国是石油储量较少、煤炭资源相对丰富的国家，所以电石法成为我国PVC生产的主要方法之一。目前工业上电石法乙炔氢氯化工艺主要是在以氯化汞为活性组分、活性炭为载体的催化剂上采用乙炔与HCl发生气固相加成反应生成氯乙烯。主要反应如下C2H2+HC1 — CH2 = CHC1+124. 8kJ/mol其工业催化剂自20世纪40年代以来，一直采用HgCl2/活性炭催化剂，该非均相催化反应要求在高温下进行(170 180°C)。由于HgCl2蒸汽压高，在反应过程中催化剂容易升华而导致失活，流失的氯化汞会对生物和环境造成毒害。氯化汞催化乙炔法生产氯乙烯工艺的主要不足1、生产中更换新的催化剂后须养护7 20天，影响生产；2、由于汞离子是物理吸附在活性碳孔道内壁上的，热稳定性很差，升华流失快，一般生产1吨氯乙烯就要消耗1. 4 1. 7kg的汞催化剂，生产寿命短；3、由于汞流失进入大气，污染环境。因此， 环保型非汞乙炔氢氯化反应用催化剂开发、新型催化剂载体的选择都是电石法PVC工业技术革新和绿色可持续发展亟待解决的问题。已报导的固相非汞催化剂活性金属组分主要集中在贵金属金、钯(Au，Pd)等，最初HutChingS测试了一系列碳负载的金属氯化物的氢氯化催化活性，研究中证实了负载型Au3+催化剂可以有效地催化乙炔氢氯化反应。Mrebelle对PdCl2的催化活性进行研究，其乙炔氢氯化收率为57%，选择性为96% ；Mitchenko同样证明了 Pd2+的催化活性；Song采用浸渍法制备了 PdCl2/椰壳型活性炭催化剂。除金、钯以外，多种过渡金属对乙炔氢氯化反应具有活性:Cu+,Pt2+,Rh3+, Ir3+, Ru3+等。为获得高活性、高稳定性的乙炔氯氢化反应非汞催化剂，研究者们考虑了多种金属复合的催化剂。 Conte 研究了在Au中添加Pd，Ir，Rh, Pt，Ru等金属研究其乙炔氯氢化反应活性；蒋文伟开发了一种含有PtCl2、PdCl2或AuCl3贵金属和BiCl2、CuCl等贱金属的非汞催化剂；日本专利报道在以AuCl3和PtCl2和/或PdCl2为催化活性组分负载在活性炭上， 在水或液体石蜡、HC1、二异丙苯、水合氯醛和2-氯乙醇等有机溶剂中制备氯乙烯。虽然随着研究的深入，含金催化剂的催化活性不断提高，甚至能够达到工业水平，但含金催化剂的寿命短(一般只有几个小时)一直是其实现工业化的瓶颈问题。参考文献Hutchings G. Vapor phase hydrochlorination of acetylene-Correlation of catalyticn activity of supported metal chloride catalysts. J Catal,1985,96 292-295Strebelle M，Devos A. US Patent，5254777，1993-10-19Mitchenko S A, Krasnyakova T V, Zhikharev I V.Kinetics and mechanism of catalytic acetylene hydrochlorination with gaseous HCl on the surface of mechanically activated K2PdCl4. Kinetika i Kataliz, 2009, 50 :734-740Mitchenko S A, Krasnyakova T V, Zhikharev I V. Effect of mechanicochemical treatment on the activity of K2PdCl4in the heterogeneous catalytic hydrochlorination of acetylene. Theor Exp Chem, 2010,46 :32-38Song Q L, Wang S J, Shen B X, Zhao J G. Palladium-based catalysts for the hydrochlorination of acetylene :Reasons for deactivation and its regeneration. Pet Sci Technol，2010，28 :1825-1833Wang S J, Shen B X, Song Q L. Kinetics of acetylene hydrochlorination over bimetallic Au-Cu/C catalyst. Catal Lett, 2010,134 :102-109Mitchenko S A,Krasnyakova T V, Mitchenko R S,Korduban A N. Acetylene catalytic hydrochlorination over powder catalyst prepared by pre—milling of K2PtCl4 salt. J Mol Catal A:Chem，2007，275 :101-108Conte M, Carley A F, Attard G, Herzing A A, Kiely C J, Hutchings G J.Hydrochlorination of acetylene using supported bimetallic Au—based catalysts. J Catal,2008，257 :190-198Nkosi B, Conville N J, Hutchings G J. Vapour Phase Hydrochlorination of Acetylene with Group VIII and IB Metal Chloride Catalysts. Appl Catal,1988, 43 :33-39蒋文伟，杨琴，罗芩，李晶晶.中国专利，101249451,2008-8-27.Okuda N, Ueha Y, Okura K, Hisagai Y. JP Patent,5213610A,1993-08-2
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种无毒性，活性组分在乙炔法制备氯乙烯的反应过程中不会因升华而损失，亦不会污染环境，且活性高、使用寿命长的一种乙炔法制备氯乙烯的含金催化剂。本专利技术的第二个目的是提供一种乙炔法制备氯乙烯的含金催化剂的制备方法。本专利技术的第三个目本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种乙炔法制备氯乙烯的含金催化剂，其特征在于所述催化剂包含有金元素、镧元素、钴元素，助催化金属元素和具有多孔微结构的载体，所述镧元素、钴元素、助催化金属元素和金元素的摩尔比为１～１０∶１～１０∶０～１０∶１，金占所述催化剂质量的０．３％～２％，所述催化剂中金元素是以氯化金或硝酸金为来源的；所述钴元素是以钴的氯化物或硝酸钴为来源的；所述镧元素是以氯化镧或硝酸镧为来源的。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张金利，代斌，王绪根，刘楠，李韡，
申请(专利权)人：天津大学，石河子大学，
类型：发明
国别省市：12
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