乙炔氢氯化反应低汞催化剂的研究

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目前工业上采用活性炭为载体的高汞催化剂通过乙炔氢氯化反应合成氯乙烯,但催化剂中的氯化汞组分易升华流失造成污染,因此亟需开发新型低汞催化剂取代传统高汞催化剂。本文以椰壳型活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备新型低汞催化剂,使催化剂中氯化汞质量分数由载体质量的10%降低到4.5%左右。本文在固定床反应装置上考察了催化剂的活性,以热重、氮气吸附法对催化剂进行了表征。探讨了乙炔氢氯化反应的较佳工艺条件,分析了浸渍条件、载体、助剂、助剂配比、干燥条件、活化条件对催化剂性能的影响,得到主要结论如下:(1)将氯化汞与复合助剂(含氯化铈与氯化钾组分)按摩尔比1:1配成pH值为1的浸渍液,在70℃下浸渍6h,120℃下真空干燥14h,然后在150℃下通入氯化氢活化2h后制得新型低汞催化剂。乙炔氢氯化反应的较佳工艺条件是氯化氢与乙炔配比1.1:1,乙炔空速24h-1,反应温度170℃。新型低汞催化剂活性测定结果表明乙炔转化率可达98%以上,选择性在99%以上,满足工业用要求。(2)热重分析表明加入复合助剂后,催化剂中氯化汞的升华速率明显降低,其原因是复合助剂与氯化汞发生了配位作用,催化剂的活性与热稳定性得到了提高,使用寿命可能会延长,有助于反应的进行。反应后汞含量的测定结果证明助剂的添加抑制了反应中氯化汞的升华流失,提高了催化剂的热稳定性。气相色谱分析结果表明,椰壳活性炭为载体的催化剂比煤质活性炭为载体的催化剂具有更好的活性,其原因是椰壳活性炭比表面积大,能更有效的吸收活性组分。
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