高效零污染分子筛低汞催化剂及其生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种乙炔法生产聚氯乙烯树脂专用的汞催化剂及其生产工艺，即是一 种聚氯乙烯树脂在聚合之前的中间产品一氯化氢气体和乙炔气体进行加成反应而生成 氯乙烯所用的汞催化剂及其生产工艺。
【背景技术】
[0002] 当前国内乙炔法生产聚氯乙烯所使用的汞催化剂，俗称"汞触媒"，都是以 Φ 3. 5-4mm，L6-9mm的柱状优质活性炭作载体，将活性炭浸渍在85-90°C的氯化汞溶液中 16-24小时，以物理吸附的方式吸附氯化汞后，再经干燥，使活性炭含水0. 3%，所制的产 品。这种汞催化剂存在如下不足：1、生产中更换新的催化剂后须养护7-20天，影响年产能 力；2、由于氯化汞是物理吸附而沉积在活性炭微孔内壁及活性炭表面上的，因热稳定性很 差。在使用温度170°C的条件下氯化汞因升华和气流带走快、催化能力衰耗快，易于失活，一 般生产1吨氯乙烯就耗1-1. 2kg汞催化剂。在2. 5吨体系反应罐内，前后两台反应罐的总 催化时间为7000-8000小时；3、生产中由于氯化汞的升华，存在部分氯化汞随反应后的半 成品-氯乙烯与未合成的气体-乙炔、氯化氢的分离装置及除汞设备而进入大气污染环境 或微量的氯化汞进入产品造成危害；经多年的生产证明：氯化汞有70%均在使用厂家处微 微的升华跑失，污染环境；4、活性炭载体机械强度较低，易粉化，一般使用3300-3500小时 左右就必须筛分由后罐转至前罐，不仅加大工作量，增强工人劳动强度，而且还耽误正常的 生产时间。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是克服上述现有活性炭载体汞催化剂之不足，而提供 一种以孔径> 8-9A、机械强度> 95 %、球径Φ 4-6mm的球形颗粒料分子筛为载体的高效零 污染分子筛低汞催化剂及其生产工艺。
[0004] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案为：这种高效零污染分子筛低汞催化 剂，它是以孔径> 8-9Λ，机械强度> 95 %，球径Φ 4-6mm的球形颗粒料分子筛为载体，通过 氯化汞溶液中的汞离子交换分子筛载体内的钠离子制成的。具体的生产工艺为：
[0005] 1、将分子筛载体移到耐高温搪玻璃离子交换柱内，浸交浓度（溶液含氯化汞浓 度）为5-9%，温度保持70-80°C的氯化汞水溶液中的汞离子与分子筛载体内的钠离子进行 交换；
[0006] 2、将交换2次后的产物置于防腐高温反应器内低温（150°C )脱水，高温（320°C ) 使氯化汞挥发回收待用。本次产物经测出汞含量后，视含量再作3-4次浸交和照本次处理 程序进行，直至汞含量达到所需数据为止。产品含水< 〇. 3%为准，所提供的高效零污染分 子筛低汞催化剂。
[0007] 本发明所提供的这种高效零污染分子筛低汞催化剂含汞量可达7-8%，具有如下 优点：1、生产中氯化汞溶液内的汞离子与载体中的氧离子赖以离子键牢牢固定在载体内与 载体合为一体，在575°c才会被破坏，则汞的热稳定性高，是物理吸附的老汞催化剂的5倍 以上，因而在同等使用条件下的催化能力是现有物理吸附的活性炭载体的汞催化剂的5倍 之多，即使用时间可达4万小时以上；2、由于汞在载体中的热稳定性很高，热解温度是使 用温度的3. 3倍之多，远大于使用温度，在用户使用温度170°C的范围内汞不流失，杜绝了 汞在使用中的跑失而污染环境和进入产品而造成危害；3、分子筛载体机械强度比活性炭高 20%以上，因球状颗粒比柱状颗粒结构坚实、受压强度高，不易粉化，在使用期中不需筛分 翻料，不需前后两个转化罐作业，只要一个反应罐就可完成现在设备的生产能力，即我国现 有的生产设备可多生产1倍以上的氯乙烯中间产品。
【具体实施方式】
[0008] 本发明实施例提供一种高效零污染分子筛低汞催化剂，是以300kg孔径为8-9人， 机械强度为95 %、球径Φ 4_的球形颗粒料13x型分子筛为载体，通过氯化汞溶液中的汞离 子与分子筛载体内的钠离子进行5次交换作业所制成的。其生产工艺为：
[0009] 1、将300kg分子筛载体置于防腐高温1500升溶液搪玻璃交换柱内，用聚四氟乙烯 泵把800升，浓度为8%的氯化汞溶液注入聚四氟材料制作的液体分布器内均匀浇洒在分 子筛载体上反复循环浸交2小时，使氯化汞溶液中的汞离子与分子筛载体内的钠离子进行 离子交换；
[0010] 2、将浸交后的产物滤去溶液后移至防腐耐高温的电加热钛材制的反应罐内，先用 150°C电热脱水；后升温320°C清除分子筛中氯化汞经回收装置搜集待用，并测出分子筛的 汞含量，视其汞含量数据按1、2方法重做4次，以达到分子筛含汞大于7%为准的高效零污 染分子筛低汞催化剂。本产品再经激化处理就达到使用要求所需之条件并获得最佳效果。
[0011] 3、本发明实施例所提供的这种含汞量7%的高效零污染分子筛低汞催化剂，经锦 化集团使用检测，各项指标均达到设计要求。
[0012] 高效零污染分子筛低汞催化剂与活性炭为载体的高汞（10. 5~11%)之比较的检 测试验为：
[0013] 1、高效零污染分子筛低汞催化剂与活性炭为载体的高汞催化剂比较转化率提高 7. 1%，选择性增加5% ;
[0014] 2、使用寿命大于5倍；
[0015] 3、一台设备可以完成目前两台设备的生产能力，不存在分子筛转罐；
[0016] 4、在大通量的情况下，仍有较高的活性和选择性。
【主权项】
1. 一种高效零污染分子筛低汞催化剂，其特征在于：它是以孔径>8-9Λ，机械强度 > 95 %，球径Φ 4-6_的球状颗粒料分子筛为载体，通过氯化汞溶液中的汞离子与分子筛 中的钠离子进行离子交换所制成的。2. -种生产权利要求1所述的高效零污染分子筛低汞催化剂的生产工艺，其特征在 于： (1) 将分子筛载体加入特制的耐高温的搪玻璃离子交换柱内，浸交浓度为5-9%，用恒 温70-80°C的氯化汞水溶液在交换柱内循环2-3小时，使氯化汞溶液中的汞离子与分子筛 中的钠离子达到更快、更好的交换，一次汞离子被交换在分子筛上的量越多越好； (2) 将浸交后的分子筛产物再置于防腐的高温反应器内，先以电热150°C脱水至产物 含水< 0. 3%，继后升温至320°C经2-3小时赶走分子筛中的氯化汞，并用高端的回收氯化 汞设备回收氯化汞待用； (3) 用去离子水洗掉分子筛中被汞离子交换下来的残留在分子筛微孔中少量的杂质再 进行150°C脱水干燥续升温至320°C进行2小时，再通过二次排尽氯化汞残留物。视其含汞 量确定继续按（1)、（2)、（3)重做3-5次以达到使用含量为准； (4) 本产品的载体以13X型分子筛为佳； (5) 将汞含量达标后的分子筛产物再经激化处理才能成为高效零污染分子筛低汞催化 剂产品。3. 根据权利要求2所述的生产高效零污染分子筛低汞催化剂的工艺，其特征在于： 它是完成（2)、（3)150°C干燥脱水和升320°C排尽分子筛中所含氯化汞至高效回收装 置内以氯化汞水溶液的形式集中于防腐设备中补添新氯化汞调配成浸交所需指标重用。实 现同时使用和同时回收氯化汞新工艺，目的是减少生产高效零污染分子筛低汞催化剂对氯 化汞过高循环的需求量。
【专利摘要】一种高效零污染分子筛低汞催化剂，是以孔径≥机械强度≥95％，球径φ4～6mm的球形颗粒料分子筛为载体，通过氯化汞溶液中的汞离子交换分子筛载体内的钠离子制成的，含汞量达5～7％，具有以下优点：1、更换新的催化剂后不需要养护，不会因此而影响生产；2、氯化汞溶液中的汞离子与载体中的氧离子赖以离子键而牢牢固定在分子筛载体内成为一体，汞的热稳定性很高，是物理吸附的3.3倍，因而在同等使用条件下，催化能力是现有的活性炭载体汞催化剂的5倍之多，使用时间＞4万小时；3、由于汞在载体中的热稳定性很高，在用户使用温度170℃范围内，汞不会流失，杜绝了汞在使用中因升华跑失而对环境的污染和进入产品对产品所造成的危害；4、载体机械强度高，不易粉化，在使用期中不需筛分转罐，一般一个转化罐就能具备我国现实的生产能力，即现实氯乙烯生产的设备可增大1倍的生产总量。
【IPC分类】C07C21/06, C07C17/08, B01J29/08
【公开号】CN105709795
【申请号】CN201410420917
【发明人】蒋太和
【申请人】蒋太和