乙炔二聚合成乙烯基乙炔新催化体系研究

There are abundant coal resources in china, with the successful breakthrough of plasma pyrolysis of coal to acetylene technology, the acetylene production ability will be furtherly improved, therefore, development of acetylene downstream products is very important. This project aims to develop the non-aqueous phase catalsyt for poly vinyl acetylene of acetylene dimerization to solve the Nieuwland catalyst in the reaction system of acetylene single traditional two polymerization process conversion rate is low, poor selectivity of this problem; Through investigating in the cuprous chloride as catalyst agent, other metal ions ( Fe2+, Ni2+, Pd2+, Mn2+ etc) for one-way bimetallic catalysts catalyst for acetylene non-aqueous system for two poly vinyl acetylene conversion rate and selectivity, screening and optimization of reaction conditions, and to study the synergistic catalytic reaction mechanism of double metal, improve the one-way two of acetylene polymerization conversion and selectivity. Based on this design, the use of small continuous reaction device, to accumulate data for the industrial production of the reaction.

我国具有丰富的煤炭资源,一方面随着等离子体煤裂解制乙炔技术的不断成熟，乙炔的来源将更加清洁、廉价和丰富；另一方面目前乙炔主要用于生产聚氯乙烯,而聚氯乙烯市场逐渐饱和。因此，积极开发乙炔下游产品势在必行，乙烯基乙炔作为乙炔的下游产品，是一种重要的精细化工中间体。传统乙炔二聚反应过程是采用单一的Nieuwland催化剂来实现，存在单程转化率低、选择性差等问题。针对这一难题，本项目拟采用双金属协同催化乙炔二聚合成乙烯基乙炔,以Au、Pd、Cu等为主催化剂，Fe、Ni、Mn等为助催化剂，建立双金属催化体系，对乙烯基乙炔合成的反应机理进行研究，以提高单程转化率和选择性为目标，进行催化剂设计、反应条件的筛选和优化，并探索催化剂失活机制及其再生方法,降低催化剂成本，提高催化剂寿命，并在此基础上设计、搭建小型连续化反应装置,为该反应新催化体系的放大提供技术支撑。

氯丁橡胶作为七大合成橡胶之一，广泛应用于工业生产各领域。基于我国特殊的能源结构，乙炔法是我国氯丁橡胶工业生产的主要方法，乙炔二聚反应制乙烯基乙炔作为其中的关键步骤，仍然存在乙炔转化率低和MVA选择性差，且催化剂容易结焦、后处理危险等问题。基于此，本项目：（1）探索了水相/非水相体系中，各影响因素对乙炔二聚反应过程的影响规律；（2）理论计算推导了第二金属在乙炔二聚反应中的起作用步骤；（3）研究了水相体系中，含氧/氮羧酸配体改性Nieuwland催化剂对反应的影响及作用机理；（4）研究了非水相体系中，Cu(I)-Cu(II)含量对反应的影响，高聚物组成、以及催化剂失活机理和改善方法；（5）开展了乙炔二聚过程强化研究，首次将高剪切技术应用到该反应，有效提高了乙炔的单程转化率；（6）设计了连续化反应装置；（7）探索了气固型Cu/AC催化的乙炔二聚反应。项目的研究成果对乙炔二聚反应催化剂的优化和改进具有重要指导意义，为乙炔下游产品的开发提供了新的技术支撑。