PVC生產(chǎn)過(guò)程中低汞觸媒及載體性能研究.pdf

1、目前，我國(guó)工業(yè)采用乙炔為原料、采用 HgC l2（10-12％wt）為催化劑合成PVC的工藝。在催化反應(yīng)過(guò)程中 HgC l2易升華，進(jìn)入空氣中會(huì)對(duì)人和環(huán)境造成危害。同時(shí)，國(guó)際社會(huì)也對(duì) Hg的使用作出了限制。因此，開(kāi)發(fā)研究低汞觸媒（<6.5%wt）也就迫在眉睫。
　　本文選取3.5×6煤基活性炭為載體，采取靜態(tài)等體積浸漬方法制備新型低汞觸媒，選擇了3種復(fù)合改進(jìn)低汞觸媒配方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究C1（ K、Zn、Fe、Ba和Hg的氯化物）；C2

2、（Ba、C u、Al和Hg的氯化物）；C3（K、Ca、Al、Fe和Hg的氯化物）。通過(guò)固定床反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置，考察了反應(yīng)溫度、進(jìn)氣流量比（HC l/C2H2）和混合進(jìn)氣流量對(duì)乙炔催化轉(zhuǎn)化性能的影響；使用 HCl與不同濃度HN O3處理活性炭載體，研究改性后的載體對(duì)HgC l2的吸附性能以及乙炔的催化轉(zhuǎn)化的影響。利用IR檢測(cè)和Beo hm滴定法分析載體表面化學(xué)性質(zhì)。利用S EM和TE AM表征載體物理表觀形貌和微區(qū)元素分布；BE T測(cè)得載體比

3、表面積的變化以及孔徑分布。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：C3表現(xiàn)出較好的催化效果，在反應(yīng)溫度為130℃，乙炔的轉(zhuǎn)化率為99%，選擇性為97%。I R分析得出， HC l處理活性炭對(duì)其表面的化學(xué)性質(zhì)影響不大，含氧官能團(tuán)主要有羰基、羧基、羥基、酯基等；用HN O3處理過(guò)后的活性炭表面官能團(tuán)部分轉(zhuǎn)化為羧基及羥基，20%HNO3(質(zhì)量濃度)處理后的活性炭總酸含量、羧基和羥基都達(dá)到了最大，分別為6.93mmo l、2.26 mmo l和1.22mmo

4、l。含氧官能團(tuán)有效的增加HgCl2在載體上的吸附性能，達(dá)到一種助催化的作用。通過(guò)SEM分析，HC l處理后，表面灰分減少，表面規(guī)整；而HNO3濃度過(guò)高或過(guò)低都不利于催化劑在表面的吸附分布。BET測(cè)試表明，20%HNO3處理所得的活性炭，能夠有最佳的平均孔徑(18.31nm)以及比表面積(1321m2·g-1)，且其對(duì)HgC l2的吸附明顯強(qiáng)于未處理的活性炭。
　　從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)角度分析 VC M合成反應(yīng)，計(jì)算出25℃時(shí)轉(zhuǎn)化率為9

5、9.998%，隨著溫度的升高轉(zhuǎn)化率會(huì)降低！在120℃時(shí)，主反應(yīng)的平衡常數(shù)K=4.69106，副反應(yīng)K=4.69×106,副反應(yīng)K=3.55×102與58.34，相差104數(shù)量級(jí)；動(dòng)力學(xué)研究表明：HC l會(huì)優(yōu)于C2 H2吸附于HgC l2；在催化劑H gC l2的作用下，HC l發(fā)生解離并加成到C2H2上；CuCl2與AlC l3同時(shí)起到助催化劑以及降低HgC l2燒失率的作用；通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得改進(jìn)的復(fù)合型催化劑對(duì)反應(yīng)的活化能為59.78kJ