一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂及其制备方法与应用与流程

本发明涉及氯乙烯合成催化剂，尤其涉及一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、氯乙烯基树脂具有优异的化学稳定性、机械性能、耐磨性、耐高温性、阻燃性等优势，因此广泛用于工业、农业、建材等重要领域。目前，在聚氯乙烯工业化后，一般采用电石生产乙炔，乙炔与氯化氢在氯化汞-活性炭催化剂的作用下生产氯乙烯，由氯乙烯经过聚合得到聚氯乙烯。氯化汞-活性炭催化剂具有催化活性高、对氯乙烯选择性好的优点。但是，氯化汞-活性炭催化剂中氯化汞的含量较高(约为4-12％)，这导致氯化汞-活性炭催化剂在使用过程中产生的汞元素对环境有严重的污染。为了保证环境安全，需要对无汞催化剂进行研究试验。现阶段，研发人员对无汞催化剂的进行了大量的研究，但是目前公开的无汞催化剂中大多存在催化活性差，使用寿命低，或需要使用贵金属催化剂，成本过高的问题。因此，如何提高无汞催化剂的催化活性，保证催化效率，同时降低制备成本是十分必要的。

2、另外，现阶段公开的无汞催化剂大多都采用碳材料作为载体，还原态的金属作为活性组分，这便导致无汞催化剂在与空气进行接触时，会发生氧化还原反应，放出大量的热，进而引起催化剂的自燃。催化剂自燃后又会产生大量的热量和气体，这些热量和气体不仅会损坏设备，还会对操作人员的身体健康造成威胁。如果热量无法及时散失，会导致温度升高，从而引发更为严重的火灾和爆炸事故；另外在自燃过程中，还可能会释放出有害气体，如二氧化碳、氯化氢等，这些气体不仅会污染环境，还会对操作人员的身体健康造成威胁。同时催化剂又是生产过程中的重要组成部分，催化剂的自燃会对生产带来重大损失。因此，如何提供一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂及其制备方法与应用，避免无汞催化剂自燃，同时提高无汞催化剂的催化活性，降低制备成本是本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂及其制备方法与应用，以解决现有无汞催化剂存在自燃风险，且催化活性差、效率低，制备成本高的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂的制备方法，包括以下步骤：

4、1)采用有机稳定剂对载体进行改性，得到改性载体；

5、2)将氯化铜和氯化铵负载在改性载体上，得到阻燃氯乙烯合成无汞催化剂。

6、优选的，所述步骤1)中的载体包括活性炭颗粒。

7、优选的，所述步骤1)中的有机稳定剂包括磷酸三丁酯、磷酸酯、四溴乙烷和四溴丁烷中的一种或几种。

8、优选的，所述步骤1)中的改性方法包括：将载体置于有机稳定剂中，进行超声处理，完成载体的改性。

9、优选的，所述改性载体中载体与有机稳定剂的质量比为10：1～2。

10、优选的，所述步骤2)中的氯化铜占阻燃氯乙烯合成无汞催化剂质量的10～30％；所述步骤2)中的氯化铵占阻燃氯乙烯合成无汞催化剂质量的5～10％。

11、优选的，采用浸渍法将氯化铜和氯化铵负载到改性载体上。

12、优选的，所述浸渍法包括：将改性载体在氯化铜和氯化铵的混合溶液中进行浸渍；或将改性载体顺次在氯化铜溶液和氯化铵溶液中进行浸渍；或将改性载体顺次在氯化铵溶液和氯化铜溶液中进行浸渍。

13、本发明的另一目的是提供一种所述制备方法制备得到阻燃氯乙烯合成无汞催化剂。

14、本发明的再一目的是提供一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂在乙炔和氯化氢合成氯乙烯中的应用。

15、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、1、本发明先将载体与有机稳定剂进行混合改性，将有机稳定剂负载到载体中，得到改性载体。本发明通过有机稳定剂对载体进行改性，能够有效改变载体的表面结构和性质，屏蔽表面氧化物，提高阻燃性；有机稳定剂还能与含卤素的物质反应形成不稳定的络合物，进一步提高载体的阻燃性。

17、2、本发明得到改性载体后，在载体表面负载氯化铜和氯化铵，氯化铜作为主要活性组分，铜与金同属于同一周期的金属元素，对乙炔和氯化氢的反应具有良好的催化活性；氯化铵分解会吸收热量，起到降温隔热作用，能够起到防止催化剂自燃的效果，另外，分解后的氨气也具有一定的阻燃作用。

18、3、本发明公开的阻燃氯乙烯合成无汞催化剂中氯化铵和有机稳定剂还能与氯化铜起到协同作用，提高催化剂的催化活性，并取得良好的催化稳定性。

技术特征：

1.一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的载体包括活性炭颗粒。

3.根据权利要求2所述的一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的有机稳定剂包括磷酸三丁酯、磷酸酯、四溴乙烷和四溴丁烷中的一种或几种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的改性方法包括：将载体置于有机稳定剂中，进行超声处理，完成载体的改性。

5.根据权利要求4所述的一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂的制备方法，其特征在于，所述改性载体中载体与有机稳定剂的质量比为10：1～2。

6.根据权利要求5所述的一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的氯化铜占阻燃氯乙烯合成无汞催化剂质量的10～30％；所述步骤2)中的氯化铵占阻燃氯乙烯合成无汞催化剂质量的5～10％。

7.根据权利要求5或6所述的一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂的制备方法，其特征在于，采用浸渍法将氯化铜和氯化铵负载到改性载体上。

8.根据权利要求7所述的一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂的制备方法，其特征在于，所述浸渍法包括：将改性载体在氯化铜和氯化铵的混合溶液中进行浸渍；或将改性载体顺次在氯化铜溶液和氯化铵溶液中进行浸渍；或将改性载体顺次在氯化铵溶液和氯化铜溶液中进行浸渍。

9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到阻燃氯乙烯合成无汞催化剂。

10.权利要求9所述阻燃氯乙烯合成无汞催化剂在乙炔和氯化氢合成氯乙烯中的应用。

技术总结
本发明属于氯乙烯合成催化剂技术领域，具体公开了一种阻燃氯乙烯合成无汞催化剂及其制备方法与应用。本发明先采用有机稳定剂对载体进行改性，得到改性载体，然后再将氯化铜和氯化铵负载到制备的改性载体上，得到阻燃氯乙烯合成无汞催化剂。本发明制备的催化剂具有无汞的特点，对环境友好；还通过有机稳定剂和氯化铵的添加增加了催化剂的阻燃效果，有机稳定剂有效改变载体的表面结构和性质，屏蔽表面氧化物；氯化铵分解会吸收热量，起到降温隔热作用，而且有机稳定剂还能与含卤素的物质反应形成不稳定的络合物，进一步提高阻燃性。另外，氯化铵和有机稳定剂还能与氯化铜起到协同作用，提高催化剂的催化活性。

技术研发人员：陈淑艳,那风换,李学斌,许丽,陈兴,徐钧,姚林,张朝迪,杨宁,陈剑,刘海洋,刘峰
受保护的技术使用者：辽宁方大工程设计有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17