一种乙烯氧氯化催化剂及制备方法和应用技术

技术编号:31025663 阅读:19 留言:0更新日期:2021-11-30 03:26
本发明专利技术提供一种乙烯氧氯化催化剂及制备方法和应用,该催化剂载体为Al2O3‑

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯氧氯化催化剂及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于催化剂领域,涉及一种氧氯化催化剂及其制备方法,还涉及该催化剂在乙烯氧氯化流化床工艺中的应用。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯是五大通用树脂之一,由氯乙烯单体聚合而成。目前国际上氯乙烯的主流生产工艺为乙烯氧氯化制备二氯乙烷,再由二氯乙烷裂解得到氯乙烯。该工艺的关键是高活性、高选择性乙烯氧氯化催化剂的开发。
[0003]专利CN02103774.4采用共沉淀

浸渍法制备催化剂,制备过程中需要消耗大量酸液、碱液、洗涤液,步骤繁琐,三废成本高,不利于工业化生产。
[0004]专利CN200910235957.3引入有机分散剂、有机造孔剂以促进活性组分分散,同时改善催化剂孔结构性质,成本较高,且提高了焙烧过程中爆炸风险。
[0005]专利CN201480011596.3采用两步浸渍法制备了负载型铜催化剂,工艺简单,但浸渍法得到的氯化铜与氧化铝载体相互作用力较弱,氯化铜易流失使催化剂发粘,影响装置稳定运行。
[0006]由以上专利可知,目前的乙烯氧氯化催化剂制备工艺复杂、成本高,氯化铜易流失、催化剂易发粘、稳定性不佳。因此,需要开发一种制备工艺相对简单、高活性、耐发粘的催化剂尤为重要。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的之一在于:提供一种乙烯氧氯化催化剂,该催化剂为含铜的氧化铝

五氧化二铌微球,活性较优,且氯化铜与载体结合力较强,耐磨损性能较优,不易发生铜流失。
[0008]本专利技术的另一目的在于:提供上述乙烯氧氯化催化剂的配方及制备方法,该制备方法具有原料来源广泛、工艺简单、重复性好的特点。
[0009]为达到以上目的,本专利技术采用如下技术方案:
[0010]本专利技术提供一种乙烯氧氯化催化剂,该催化剂载体为Al2O3‑
Nb2O5微球,活性组分包含铜元素、镁元素和碱金属元素。
[0011]优选地,所述乙烯氧氯化催化剂中活性组分铜元素、镁元素和碱金属元素均以金属盐,优选金属氯化物形式存在。
[0012]优选地,所述乙烯氧氯化催化剂中不含有稀土金属元素。
[0013]本专利技术所述乙烯氧氯化催化剂,以总质量为100%计,其中包含的金属元素质量含量为铜元素3.5~6%、镁元素1~2.5%、碱金属元素0.2~0.75%、铌元素0.1~0.55%、铝元素41~46%;
[0014]优选地,所述的乙烯氧氯化催化剂,以其总质量为100%计,其中金属元素质量含量为铜元素4~5%、镁元素1.1~1.5%、碱金属元素0.3~0.5%、铌元素0.2~0.4%、铝元
素42~45%。
[0015]本专利技术所述乙烯氧氯化催化剂,其中的碱金属元素优选为钾和/或铯;更优选地,所述钾与铯的质量比为1:(0~1),优选1:(0.05~0.3)。
[0016]本专利技术所述乙烯氧氯化催化剂,载体Al2O3‑
Nb2O5微球粒径D10>20μm,D50为50~80μm,D90<200μm;
[0017]本专利技术所述乙烯氧氯化催化剂,比表面积为140~170m2/g;孔容为0.35~0.5ml/g;平均孔径为8~10nm;
[0018]本专利技术所述乙烯氧氯化催化剂的磨损指数≤1%。
[0019]本专利技术还提供一种上述乙烯氧氯化催化剂的制备方法,步骤包括:
[0020](1)将铝源、水与胶溶剂混合,搅拌得到溶胶A;
[0021](2)将铜盐、铌盐与水混合,得到溶液B,然后将溶液B加入到溶胶A中,搅拌得到浆料C;
[0022](3)浆料C进行干燥、焙烧、筛分,得到含有铜元素的Al2O3‑
Nb2O5微球;
[0023](4)将碱金属盐、镁盐与盐酸混合,得到溶液D,然后将含有铜元素的Al2O3‑
Nb2O5微球加入到溶液D中浸渍,取出干燥,得到乙烯氧氯化催化剂。
[0024]本专利技术步骤(1)中,所述铝源为拟薄水铝石、活性氧化铝粉、氢氧化铝粉、铝溶胶中的任意一种或至少两种的组合,优选为拟薄水铝石和氢氧化铝粉任意比例的混合物,更优选为拟薄水铝石和氢氧化铝粉质量比为(1~2):1的混合物。
[0025]优选地,所述铝源中若含有杂质元素钠,要求元素钠的含量小于100ppm,优选为小于30ppm。
[0026]本专利技术步骤(1)中,所述胶溶剂为硝酸水溶液,优选为质量分数10~68%的硝酸水溶液。
[0027]本专利技术步骤(1)中,所述铝源(以氧化铝计)与胶溶剂、水的质量比为1:(0.06~0.2):(1.1~3.2),优选1:(0.06~0.15):(1.5~2.5),所述水的质量包括铝源中所含的水分。
[0028]本专利技术步骤(1)中,所述搅拌转速为200~500rpm。
[0029]本专利技术步骤(2)中,所述铜盐为二水合氯化铜、硝酸铜、醋酸铜中的任意一种或至少两种的组合,优选为二水合氯化铜。
[0030]本专利技术步骤(2)中,所述铌盐为草酸铌、草酸铌铵、铌酸中的任意一种或至少两种的组合,优选为草酸铌。
[0031]本专利技术步骤(2)中,铜盐(以铜元素计)与铌盐(以铌元素计)的质量比为(5~50):1,优选(10~44):1;
[0032]所述铜盐、铌盐的总质量与水的质量比为1:(4~10),优选1:(5~8)。
[0033]本专利技术步骤(2)中,所述溶液B缓慢加入到溶胶A中,优选连续加料方式,更优选滴加方式;
[0034]优选地,溶液B的加料时间为1~120min,优选1~30min。
[0035]本专利技术步骤(2)中,所述搅拌转速为200~500rpm;搅拌时间为0.5~3h。
[0036]本专利技术步骤(2)中,所述浆料C的粘度为1000~8000mPa
·
s,优选为2000~5000mPa
·
s。
[0037]本专利技术步骤(3)中,所述干燥可以为烘箱干燥、红外干燥、冷冻干燥、喷雾干燥等形式,优选为离心式喷雾干燥;
[0038]优选地,所述干燥,进风温度为180~250℃,出风温度为90~120℃。
[0039]本专利技术步骤(3)中,所述焙烧温度为300~700℃,优选为400~550℃;焙烧时间为2~10h,优选为2~5h;焙烧气氛为空气。
[0040]本专利技术步骤(3)中,所述含有铜元素的Al2O3‑
Nb2O5微球D10>20μm,D50为50~80μm,D90<200μm。
[0041]本专利技术步骤(4)中,所述碱金属盐为碱金属的盐酸盐、碳酸盐、硝酸盐中的任意一种或至少两种的组合,优选为钾和铯的盐酸盐、碳酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
[0042]本专利技术步骤(4)中,所述镁盐为氯化镁、硝酸镁中的任意一种或两种的组合,优选为氯化镁。
[0043]本专利技术步骤(4)中,所述碱金属本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乙烯氧氯化催化剂,其特征在于,所述催化剂载体为Al2O3‑
Nb2O5微球,活性组分包含铜元素、镁元素和碱金属元素。2.根据权利要求1所述的乙烯氧氯化催化剂,其特征在于,以催化剂总质量为100%计,其中包含的金属元素质量含量为铜元素3.5~6%、镁元素1~2.5%、碱金属元素0.2~0.75%、铌元素0.1~0.55%、铝元素41~46%;优选地,所述金属元素质量含量为铜元素4~5%、镁元素1.1~1.5%、碱金属元素0.3~0.5%、铌元素0.2~0.4%、铝元素42~45%;优选地,所述乙烯氧氯化催化剂中不含有稀土金属元素;优选地,所述乙烯氧氯化催化剂中活性组分铜元素、镁元素和碱金属元素均以金属盐,优选金属氯化物形式存在。3.根据权利要求1或2所述的乙烯氧氯化催化剂,其特征在于,所述碱金属元素为钾和/或铯,优选地,所述钾与铯的质量比为1:(0~1),优选1:(0.05~0.3);所述载体Al2O3‑
Nb2O5微球粒径D10>20μm,D50为50~80μm,D90<200μm;所述乙烯氧氯化催化剂,比表面积为140~170m2/g;孔容为0.35~0.5ml/g;平均孔径为8~10nm;所述乙烯氧氯化催化剂的磨损指数≤1%。4.一种权利要求1

3任一项所述乙烯氧氯化催化剂的制备方法,其特征在于,步骤包括:(1)将铝源、水与胶溶剂混合,搅拌得到溶胶A;(2)将铜盐、铌盐与水混合,得到溶液B,然后将溶液B加入到溶胶A中,搅拌得到浆料C;(3)浆料C进行干燥、焙烧、筛分,得到含有铜元素的Al2O3‑
Nb2O5微球;(4)将碱金属盐、镁盐与盐酸混合,得到溶液D,然后将含有铜元素的Al2O3‑
Nb2O5微球加入到溶液D中浸渍,取出干燥,得到乙烯氧氯化催化剂。5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述铝源为拟薄水铝石、活性氧化铝粉、氢氧化铝粉、铝溶胶中的任意一种或至少两种的组合,优选为拟薄水铝石和氢氧化铝粉任意比例的混合物,更优选为拟薄水铝石和氢氧化铝粉质量比为(1~2):1的混合物;优选地,所述铝源中若含有杂质元素钠,要求元素钠的含量小于100ppm,优选为小于30ppm;所述胶溶剂为硝酸水溶液,优选为质量分数10~68%的硝酸水溶液;优选地,所述铝源(以氧化铝计)与胶溶剂、水的质量比为1:(0.06~0.2):(1.1~3.2),优选1:(0.06~0.15):(1.5~2.5),所述水的质量包括铝源中所含的水分。6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述铜盐为二水合氯化铜、硝酸铜、醋酸铜中的任意一种或至少两种的组合,优选为二水合氯化铜;所述铌盐为草酸铌、草酸铌铵、铌酸中的任意一种或至少两种的组合,优选为草酸铌;所述铜盐(以铜元素计)与铌盐(以铌...

【专利技术属性】
技术研发人员:于海彬吕艳红王占友易光铨孙康黎源华卫琦
申请(专利权)人:万华化学集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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