本發(fā)明涉及乙炔氫氯化合成氯乙烯催化劑載體改性領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫等離子體改性催化劑載體的方法。

背景技術(shù)：

氯乙烯單體是聚氯乙烯重要的合成原料，聚氯乙烯是我國(guó)消費(fèi)和產(chǎn)量最大的合成樹(shù)脂之一，而我國(guó)多煤少油的基本國(guó)情決定了電石法生產(chǎn)PVC仍然在我國(guó)占有主導(dǎo)的地位。電石法合成PVC現(xiàn)在所面臨的主要問(wèn)題是汞催化劑的使用所帶來(lái)的環(huán)境污染以及汞資源的大量消耗。針對(duì)電石法PVC行業(yè)的汞污染問(wèn)題，工信部、環(huán)保部已明確減量化、無(wú)汞化的汞減排整體方向。為維持電石法PVC的生存空間，保證行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)異的低固汞催化劑或成本低廉的無(wú)汞催化劑勢(shì)在必行。

無(wú)論是低固汞催化劑還是無(wú)汞催化劑性能的進(jìn)一步優(yōu)化，對(duì)催化劑進(jìn)行載體改性是提升催化劑性能的常用及有效手段。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)乙炔氫氯化催化劑的載體改性進(jìn)行了研究。南開(kāi)大學(xué)專利技術(shù)CN201010248348.4在催化劑制備過(guò)程中載體采用鹽酸處理后又采用了乙胺、乙二胺、三乙胺、六次甲基四胺、KH-550、KH-560、KH-570硅烷偶聯(lián)劑等改性劑進(jìn)行超聲波處理已達(dá)到表面官能團(tuán)改性的目的；清華大學(xué)專利技術(shù)CN 201310289144.9所述催化劑的載體為氮摻雜碳材料；石河子大學(xué)CN201310106438.3分別以尿素、氨水、三聚氰胺等為改性劑改性椰殼炭后在惰性氣體下進(jìn)行焙燒得到改性載體；新疆大學(xué)CN201110257697.7專利的載體處理方法為采用鹽酸,硝酸,磷酸,高錳酸鉀,過(guò)氧化氫,氫氧化鈉,氫氧化鉀,氨水,有機(jī)酸等預(yù)處理試劑進(jìn)行攪拌,浸漬,回流或者超聲后水洗后干燥；中科院金屬研究所CN201110257696.2、CN201110257697.7所述催化劑為多孔泡沫結(jié)構(gòu)，其中泡沫碳化硅、泡沫碳和泡沫氧化鋁為一次載體輔以10～200μm厚的活性碳、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、氧化硅及分子篩中的一種或兩種以上的組合二次載體涂層或者活性炭與堿土金屬化合物或鋁的化合物復(fù)合涂層為催化劑的載體。綜上所述，乙炔氫氯化催化劑中的載體處理采用的各類酸、堿、氮、氧化物等物質(zhì)引入各類含氯、氮、硫、磷等活性官能團(tuán)以增加催化劑的活性或穩(wěn)定性。

上述專利中的載體處理和改性，均采用較為常規(guī)的浸漬、焙燒等處理方法，功能官能團(tuán)引入數(shù)量少，工藝復(fù)雜，環(huán)境污染嚴(yán)重，對(duì)催化劑性能改善效果不明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于利用高效、環(huán)境友好、工藝簡(jiǎn)單的低溫等離子體技術(shù)對(duì)乙炔氫氯化載體進(jìn)行改性，以解決提升催化劑整體性能。

具體技術(shù)方案為：

一種低溫等離子體改性催化劑載體的方法，在反應(yīng)器中，在等離子體放電環(huán)境下，將載體活性炭與改性氣體混合，進(jìn)行低溫等離子體改性反應(yīng)，然后脫除殘余氣體，得到改性后的載體活性炭。

如上所述的一種低溫等離子體改性催化劑載體的方法，所述的載體活性炭包括木質(zhì)炭、煤質(zhì)炭、果殼炭、石油焦炭任一。

如上所述的一種低溫等離子體改性催化劑載體的方法，所述的改性氣體為含氯、氮、磷、硫氣體中的一種或幾種，包括氯化氫、氯氣、氨氣、氮?dú)饧暗难趸?、磷化氫、三氯化磷、硫化氫及硫的氧化物?/p>

如上所述的一種低溫等離子體改性催化劑載體的方法，等離子體放電采用輝光放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電、射頻放電等。

如上所述的一種低溫等離子體改性催化劑載體的方法，改性溫度為10-200℃，反應(yīng)壓力0-0.5Mpa，改性時(shí)間0.5min-60min。

如上所述的一種低溫等離子體改性催化劑載體的方法，其特征在于，改性活性炭用于乙炔氫氯化催化劑載體。

本發(fā)明采用低溫等離子體對(duì)催化劑載體進(jìn)行改性，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的氯、氮、硫、磷等官能團(tuán)的載體改性，較活性炭常規(guī)的酸處理、高溫焙燒等改性方法改性速度快，改性官能團(tuán)含量高，對(duì)乙炔氫氯化催化劑活性或穩(wěn)定性具有顯著的提升作用，且環(huán)境友好，改性工藝簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明方法的等離子體改性裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更好的說(shuō)明本發(fā)明，舉出以下實(shí)例。但本發(fā)明的范圍并不僅局限于實(shí)例，其要求保護(hù)的范圍記載于權(quán)利要求的權(quán)項(xiàng)中。

實(shí)施例1

參照附圖1，包括電源、等離子體發(fā)生器、反應(yīng)氣按順序組成的裝置，等離子發(fā)生器可以設(shè)置加熱裝置；將載體活性炭置于等離子發(fā)生器內(nèi)，通入反應(yīng)氣，打開(kāi)等離子體發(fā)生器。

配方：將0.82g氯化汞溶于20ml熱水中，加入10g以下載體。載體1：未處理干燥煤質(zhì)炭；載體2：2M/L鹽酸浸泡8h，去離子水洗至中性，120℃烘干8h；載體3：將干燥活性炭裝入等離子體反應(yīng)器中，反應(yīng)氣為氯氣，反應(yīng)溫度45℃，單位體積放電功率2.9W/cm³，反應(yīng)時(shí)間1min。采用氮?dú)庵脫Q剩余反應(yīng)氣。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1的不同之處在于，配方：將0.1046g氯金酸溶于20ml水中，加入10g以下載體。載體1：未處理干燥椰殼炭；載體2：2M/L硝酸浸泡8h，去離子水洗至中性，120℃烘干8h；載體3：將干燥活性炭裝入等離子體反應(yīng)器中，反應(yīng)氣為氮?dú)?，反?yīng)溫度60℃，單位體積放電功率5W/cm³，反應(yīng)時(shí)間0.5min。采用氮?dú)庵脫Q剩余反應(yīng)氣。

實(shí)施例3

與實(shí)施例1、2的不同之處在于，配方：將0.1046g氯金酸溶于20ml水中，加入10g以下載體。載體1：未處理干燥木質(zhì)炭；載體2：2M/L硫酸浸泡8h，去離子水洗至中性，120℃烘干8h；載體3：將干燥活性炭裝入等離子體反應(yīng)器中，反應(yīng)氣為二氧化硫，反應(yīng)溫度80℃，單位體積放電功率6W/cm³，反應(yīng)時(shí)間10min。采用氮?dú)庵脫Q剩余反應(yīng)氣。

實(shí)施例4

與實(shí)施例1、2、3的不同之處在于，配方：將0.1046g氯金酸溶于20ml水中，加入10g以下載體。載體1：未處理干燥椰殼炭；載體2：2M/L磷酸浸泡8h，去離子水洗至中性，120℃烘干8h；載體3：將干燥活性炭裝入等離子體反應(yīng)器中，反應(yīng)氣為磷化氫，反應(yīng)溫度40℃，單位體積放電功率4W/cm³，反應(yīng)時(shí)間5min。采用氮?dú)庵脫Q剩余反應(yīng)氣。

以下是實(shí)施例1-3中，不同載體及不同實(shí)施方式下制成催化劑的性能，如下表：

表1 催化劑綜合性能評(píng)價(jià)表

注：催化劑評(píng)價(jià)過(guò)程為，采用固定床微型反應(yīng)器評(píng)價(jià)，電熱爐加熱并控制溫度，催化劑填裝2g，反應(yīng)前氯化氫活化0.5h，活化后通入乙炔反應(yīng)，采用熱導(dǎo)池氣相色譜儀進(jìn)行產(chǎn)品氣分析，采樣頻率次/0.5h。