乙炔氢氯化制氯乙烯无汞催化剂的研究

【摘要】氯乙烯是一种用于合成高分子的单体,主要用于生产聚氯乙烯(PVC)。根据不同的原料,氯乙烯单体的生产方法主要有以石油为基础原料的乙烯法和以煤炭为基础原料的乙炔法两种。由于我国贫油、少气而煤炭资源相对丰富的能源现况,在我国大约80%的氯乙烯单体采用乙炔法合成。但是,乙炔法工艺以剧毒且易升华的氯化汞为催化剂,其对生态环境造成严重污染。同时,禁汞的呼声在国际上愈演愈烈。开发无汞催化剂已成为我国氯乙烯行业一个迫在眉睫的重大问题。近年来各国科研工作者在乙炔氢氯化反应无汞催化剂方向进行了大量的研究,但至今此方面的研究仍未取得突破性进展。本论文主要研究了不同活性组分催化剂在固定床反应器上催化乙炔氢氯化制氯乙烯反应的性能,并通过实验得到如下研究结果：(1)参考活性金属的标准电极电势与对乙炔氢氯化反应催化活性间的关系,筛选出活性较佳的两种活性金属Cu和Pt。采用等体积浸渍的方法制备了不同负载量的单组份CuCl2、PtCl4催化剂并研究了其催化性能和失活原因。实验发现Cu催化剂稳定性较好但活性较差,Pt催化剂活性较高,但易被还原失活。(2)以氯铂酸和二氯四铵合铂为催化剂前驱体,制备了复合价态Pt(Ⅳ)-Pt(Ⅱ)/C催化剂。研究发现少量二价铂的加入可以提高催化剂的初始活性,但是却加剧了催化剂的还原失活。(3)以不同浸渍顺序制得的Pt-Cu/C催化剂,对乙炔氢氯化反应表现出不同的催化活性。由将Pt组分和Cu组分同时浸渍到载体上制成的催化剂,其表现出较高的催化活性。(4)对活性金属Pt和Cu进行复配,发现Pt组份和Cu组份之间存在显著的协同作用。进一步对催化剂进行活性组分的配方优化。实验发现,当Pt负载量为0.2wt.%、Cu负载量为3.0wt.%时,催化剂具有超过工业催化剂的初始活性,优于单金属Pt催化剂的稳定性和较好的选择性。
【作者】刘建楠；
【导师】陈丰秋；程党国；
【作者基本信息】浙江大学，化学工程，2013，硕士
【关键词】乙炔氢氯化；无汞催化剂；PtCu；

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