一种使用寿命长的超低汞催化剂的制备及其回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用寿命长的超低汞催化剂的制备及其回收方法，属于精细化学技术领域。
【背景技术】
[0002]氯乙烯单体是重要的有机化工合成原料，主要用途是生产聚氯乙烯树脂和其他氯乙烯共聚物，工业上氯乙烯合成使用的催化剂有高汞催化剂和低汞催化剂，高汞催化剂的氯化汞含量10-12%，低汞催化剂的氯化汞含量4-6.5%，超低汞催化剂的氯化汞含量小于4%，由于高汞催化剂的氯化汞含量高，汞消耗大，现在在逐步被淘汰，低汞催化剂中氯化汞含量仍然较高，针对汞资源的稀缺和对环境的污染，以及国内外对汞污染防控政策的日益严厉，迫切需要对氯化汞性能的改良以及在超低汞催化剂的研究上有所突破。
[0003]现有的低萊催化剂，存在的不足:
(O氯化汞含量相对较高，机械性能差；
(2)催化剂使用寿命短；
(3)单耗高、催化效率低；
(4)用于氯乙烯合成反应，乙炔转化率、氯乙烯选择性、氯乙烯的收率均较低；
(5)现有催化剂的回收方法，汞回收率低，纯度低，回收的活性炭，性能差。
【发明内容】
[0004]本发明为解决现有技术存在的不足，提供一种使用寿命长的超低汞催化剂的制备及其回收方法，以实现以下发明目的:
(I)本发明制备的超低汞催化剂，活性炭中心位置吸附氯化汞，制得的超低汞催化剂以重量百分比计，含氯化汞1.05-1.15%、氯化锌1.33-1.5%、氯化锰1.0-1.5%、二氯四氨钯0.67-0.9%、四丁基氯化铵0.3-0.67%、四硝基铂酸钾0.17-0.6%，水0.2%，机械强度96.9-97.5%，粒度 3 ?6mm (97.3-97.5%%)，堆积密度 510_515g/l。
[0005](2)本发明制备的超低汞催化剂，催化剂使用寿命长。
[0006](3)本发明制备的超低汞催化剂，单耗低、催化效率提高。
[0007](4)本发明制备的超低汞催化剂，用于氯乙烯合成反应，乙炔转化率达99.91-99.92%，氯乙烯选择性达100%，氯乙烯的收率达94.6-94.7%。
[0008](5)本发明所述的催化剂回收方法，汞回收率达99.3%，纯度达99.5%，回收的活性炭，性能指标优良。
[0009]为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种使用寿命长的超低汞催化剂的制备方法，包括活性炭载体的制备、吸附液的配制、吸附。
[0010]以下是对上述技术方案的进一步改进:
所述吸附液的配制，用盐酸和脱盐水配制pH=3的13%的盐酸溶液，加入协同促进剂，协同促进剂的质量百分含量为10-12%。
[0011]所述协同促进剂包括:氯化锌、氯化锰、二氯四氨钯、四丁基氯化铵、四硝基铂酸钾。
[0012]所述氯化锌、氯化锰、二氯四氨钯、四丁基氯化铵、四硝基铂酸钾，质量比例为:4-5:3-5:2-3:1-2:1-2 ο
[0013]一种使用寿命长的超低汞催化剂的回收方法，包括分离活性炭、分离氯化汞。
[0014]所述分离活性炭，催化剂加入水中，加热到200°C，进行热溶预处理，之后调节pH值为2，在200°C下，进行超声处理，经过42分钟过滤，分离活性炭。
[0015]所述超声处理，功率为130 W，频率为300 kHz，处理时间4?5s，间隙时间2?6
So
[0016]采用以上技术方案，本发明的有益效果为:
(I)本发明制备的超低汞催化剂，活性炭中心位置吸附氯化汞，制得的超低汞催化剂以重量百分比计，含氯化汞1.05-1.15%、氯化锌1.33-1.5%、氯化锰1.0-1.5%、二氯四氨钯0.67-0.9%、四丁基氯化铵0.3-0.67%、四硝基铂酸钾0.17-0.6%，水0.2%，机械强度96.9-97.5%，粒度 3 ?6mm (97.3-97.5%%)，堆积密度 510_515g/l。
[0017](2)本发明制备的超低汞催化剂，催化剂使用寿命长，达8800-9000小时。
[0018](3)本发明制备的超低汞催化剂，单耗低，催化剂单耗为0.001-0.0012 g/ml氯乙烯，催化效率提高2-3 m3/h。
[0019](4)本发明制备的超低汞催化剂，用于氯乙烯合成反应，乙炔转化率达99.91-99.92%，氯乙烯选择性达100%，氯乙烯的收率达94.6-94.7%。
[0020](5)本发明所述的催化剂回收方法，汞回收率达99.3%，纯度达99.5%，回收的活性炭，性能指标优良，碘值1800mg/g，亚甲基蓝值120mg/g，中孔孔容为0.63cm3/g，四氯化碳吸附值为100%、水份2.0%、灰份1.7%、机械强度95%、堆积密度380g/L、比表面积为1700m2/g，平均孔径为2.7-2.9nm，粒度为2.6?2.8臟。
【具体实施方式】
[0021]以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]实施例1一种使用寿命长的超低汞催化剂的制备方法步骤1、活性炭载体的制备
选择的活性炭为:碘值2160mg/g，亚甲基蓝值138mg/g，中孔孔容为0.63cm3/g，四氯化碳吸附值为122%、水份2.0%、灰份1.7%、机械强度97%、堆积密度395g/L、比表面积为1850m2/g，平均孔径为 2.7-2.9nm，粒度为 2.6 ?2.8mm。
[0023]用高纯盐酸和脱盐水配制质量分数为1.0%的盐酸溶液500公斤，常温放置，
将精选的100公斤活性炭放入盐酸溶液中浸泡35分钟，干燥至含水3%以下，制得载体。
[0024]步骤2、协同促进剂吸附液的配制
用盐酸和脱盐水配制pH=3的13%的盐酸溶液，加入适量协同促进剂，协同促进剂的质量含量为10%，协同促进剂包括:氯化锌、氯化锰、二氯四氨钯、四丁基氯化铵、四硝基铂酸钾，质量比例为:4:3:2:2:1。
[0025]步骤3、吸附 (I)气相吸附氯化汞
A、前处理
将经过预处理的活性炭载体装入吸附床中，将高纯度氯化汞进行加热气化，气相的氯化汞进入到装有活性炭载体的吸附床中，先用氮气吹扫系统，排出氧气、二氧化碳等杂质气体，
B、第一阶段气相吸附
控制压力为0.6MPa，温度为540°C，质量空速为7h \吸附床上端装有冷凝器，冷凝液进行再气化后重新进入吸附床进行吸附，吸附15min后；
C、第二阶段气相吸附
进行降压处理，降压后吸附床内压力为0.4MPa，温度为420°C，质量空速为Sh \吸附1min ；
D、第三阶段气相吸附
再进行升压处理，升压后吸附床内压力为0.7MPa，温度为560°C，质量空速为5min，以此为一个循环，该循环完成之后，重复该循环，期间检测活性炭载体吸附的氯化汞含量，控制氯化汞的含量为1.2%。
[0026](2)吸附协同促进剂
将经过气相吸附氯化汞后的活性炭载体放入到步骤2配制的协同促进剂吸附液中，活性炭载体与吸附液的质量比为1:5 ;在120°C的温度条件下浸泡2小时，期间使用循环栗使吸附溶液不断流动，然后取出过滤或用离心机甩干脱水滤干，放入烘箱，在110°C的温度条件下干燥至含水0.3%以下，完成第一次吸附；
然后将活性炭载体再次放入步骤2配制的吸附液中，活性炭载体与吸附液的质量比为1:5，在60°(:的温度条件下浸泡2.5小时，并重复第一次吸附过程中的其它操作，即可完第二次吸附协同促进剂工作；然后取出过滤或用离心机甩干脱水滤干，放入烘箱，在110°C的温度条件下干燥至含水0.2%以下，制得本发明超低汞催化剂。
[0027]本发明制备的超低汞催化剂，活性炭载体中心位置吸附氯化汞，制得的超低汞催化剂以重量百分比计，含氯化汞1.15%、氯化锌1.33%、氯化