一种氯乙烯生产过程中金催化剂的再生方法技术

本发明专利技术提供了一种氯乙烯生产过程中金催化剂的再生方法，涉及催化剂再生技术领域，该再生方法包括：以下步骤：(1)判断金催化剂失活程度；(2)在出口乙炔含量为2

【技术实现步骤摘要】
一种氯乙烯生产过程中金催化剂的再生方法


[0001]本专利技术涉及催化剂再生
，具体涉及一种氯乙烯生产过程中金催化剂的再生方法。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯树脂(PVC)是通用型合成树脂，由氯乙烯单体(vinyl chloride monomer，VCM)聚合而成的高分子化合物，它具有优异的物理、化学和机械性能，在工业、建筑、农业、包装、电力等行业中有着广泛的用途。氯乙烯的制取方法主要有乙炔法、乙烷法及乙烯法，然而，乙炔法一直采用剧毒的氯化汞催化剂，废汞催化剂污染环境，危害人体健康且使用过程中挥发的汞蒸气混入产物中影响VCM的产品质量，严重制约着乙炔法的可持续发展。在乙炔氢氯化合成氯乙烯的无汞催化体系中，活性炭负载金催化剂具有较高的催化活性和选择性，虽然其价格昂贵、稳定性差，但由于金催化剂的升华现象不显著，损失少，便于回收再活化，所以金催化剂被认为是最有望替代氯化汞应用于乙炔氢氯化合成氯乙烯的催化剂。
[0003]在乙炔氢氯化无汞催化剂的研究过程中，活性炭负载的金催化剂被认为是最有潜力工业化的催化剂，其具有高活性、高稳定性和高选择性的优点。目前，国内外对于该反应体系中碳载贵金属催化剂再生方法的研究较少。当反应温度较低时，金催化剂活性相对较低，积碳为催化剂主要失活原因。在乙炔氯化氢反应生成氯乙烯的低温反应过程中，部分乙炔发生聚合生成芳香烃或其衍生物，这些物质中沸点高不易挥发，它们逐渐积累堆积慢慢地将催化剂表面的孔道和活性位点覆盖，从而导致催化剂的活性和选择性逐渐降低。同时，随着催化剂被积碳包裹，催化剂颗粒更加粘稠进而发生板结，导致催化剂性能大幅下降而无法使用，使生产效率降低，运行成本增加。在温度较高时，高价态的金(Au
3+
、Au
+
)被还原为零价金(Au0)而失活，从而失去工业应用的价值。一方面是因为乙炔是还原性气体，它会将Au
3+
还原成Au0而失活，同时活性炭本身也具有还原性，另一方面是因为活性组分为AuCl3，在160℃以上其自身发生分解生成AuCl和Cl2，AuCl不稳定会发生歧化反应生成Au0和Cl2，零价金对乙炔氢氯化合成氯乙烯的反应性能较差。基于该失活机理，中国专利CN202111466297.7公开了一种乙炔氢氯化无汞贵金属催化剂的再生方法，将无汞贵金属催化剂放入双氧水等氧化性试剂，极大提高了初始转化率的恢复率，使催化剂的催化活性最大程度恢复至原始性能。CN201910947836.5公开了一种用于乙炔氢氯化反应的金炭催化剂的再生方法，该方法将催化剂干燥、焙烧、氧化剂氧化后可以很好地恢复催化剂活性。
[0004]但现有的再生技术基本都要通过强氧化试剂进行浸泡氧化，才能对催化剂活性进行有效恢复。但工业生产过程是连续过程，如果将反应器中的催化剂进行卸出进行浸泡再生操作，将极大增加操作复杂性，加大了催化剂装卸过程中的磨损流失。并且，工业生产中催化剂使用时间在1年以上，长时间的操作运行会使催化剂出现严重积碳、板结、粉化等现象，若此时使用高氧化性试剂对催化剂进行再生，会不可避免地造成催化剂颗粒破碎和部分活性组分被氧化试剂溶解带走，降低活性组分负载量及后续回收率，增加催化剂使用成
本。同时，氧化性试剂还容易产生工业废液，产生额外的操作成本和环保成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种氯乙烯生产过程中金催化剂的再生方法，该再生方法工艺简单、回收率高、成本低，且可以在生产过程中进行活化再生，不影响生产操作稳定性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供了一种金催化剂的再生方法，包括以下步骤：
[0008](1)判断金催化剂失活程度；
[0009](2)在出口乙炔含量为2
‑
25％范围内任意位点活化再生；
[0010](3)使用惰性气体在活化温度下吹扫；
[0011](4)吹扫结束后，通入活化气体活化；
[0012](5)结束活化后，通入HCl和乙炔；
[0013](6)在出口乙炔含量恢复至再生前的含量时，重复步骤(1)
‑
(4)。
[0014]进一步地，步骤(3)中所述惰性气体包括氮气和/或氩气。
[0015]进一步地，步骤(3)中所述活化温度为50
‑
300℃，所述吹扫时间为0
‑
48h。
[0016]进一步地，所述惰性气体的空速为10
‑
50h
‑1。
[0017]进一步地，步骤(4)中所述活化气体包括Cl2、NO、N2O和HCl中的一种或几种。
[0018]在一些具体的实施方式中，所述金催化剂的再生方法包括以下步骤：
[0019](1)通过出口乙炔含量判断金催化剂失活程度；
[0020](2)在出口乙炔含量为2
‑
25％范围内任意位点活化再生；
[0021](3)停车关闭乙炔和氯化氢气体，使用惰性气体在活化温度下进行吹扫，活化温度为50
‑
300℃，吹扫时间为0
‑
48h，惰性气体空速为10
‑
50h
‑1；
[0022](4)惰性气体吹扫结束后，通入浓度50％
‑
100％的活化气体活化，活化气体空速为10
‑
50h
‑1，半小时内出口活化气体浓度与初始浓度之差稳定在1％以内，结束活化；
[0023](5)通入原料HCl和乙炔，检测出口乙炔含量变化，正常进行生产。
[0024](6)在出口乙炔含量恢复至再生前的含量时，再次进行第(2)
‑
(5)步操作。
[0025]进一步地，本专利技术还提供了另一种金催化剂的再生方法，包括以下步骤：
[0026]S1：判断金催化剂失活程度；
[0027]S2：在出口乙炔含量为2
‑
25％范围内任意位点活化再生；
[0028]S3：通入活化气体活化；
[0029]S4：停止活化气体通入；
[0030]S5：在出口乙炔含量恢复至再生前的含量时，重复步骤S1至S4。
[0031]进一步地，步骤S3中的活化气体包括Cl2、NO、N2O和HCl中的一种或几种，优选为HCl。
[0032]进一步地，步骤S3中所述活化气体空速为10
‑
50h
‑1，体积浓度为95
‑
100％。
[0033]进一步地，步骤S3中所述活化的时间为0
‑
48h。
[0034]进一步地，步骤S3中所述HCl气体在生产装置运行过程中，从测线管路通入。
[0035]进一步地，步骤(2)或S2所述活化再生的位置为单一位点或一个以上位点。
[0036]在一些具体的实施方式中，所述金催化剂的再生方法，包括以下步骤：
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金催化剂的再生方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)判断金催化剂失活程度；(2)在出口乙炔含量体积分数为2
‑
25％范围内任意位点活化再生；(3)使用惰性气体在活化温度下吹扫；(4)吹扫结束后，通入活化气体活化；(5)结束活化后，通入HCl和乙炔；(6)在出口乙炔含量恢复至再生前的含量时，重复步骤(1)
‑
(4)。2.根据权利要求1所述的再生方法，其特征在于：步骤(3)中所述惰性气体包括氮气和/或氩气。3.根据权利要求1所述的再生方法，其特征在于：步骤(3)中所述活化温度为50
‑
300℃，所述吹扫时间为0
‑
48h，所述惰性气体的空速为10
‑
50h
‑1。4.根据权利要求1所述的再生方法，其特征在于：步骤(4)中所述活化气体包括Cl2、NO、N2O和HCl中的一种或几种。5.一种金催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：白雪，赵长森，牛强，王振，王刚，
申请(专利权)人：内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：