乙炔氢氯化无汞催化剂失活机理以及提高其稳定性和寿命方法的研究

Production of PVC from acetylene has been the main technology in China..Due to the using of chlorinated mercury catalyst in the production process, PVC industry is facing dual pressures from environment and resource scarcity of mercury. .To eliminate the consumption and pollution from mercury fundamentally, making PVC industry to realize sustainable development in the future, it is essential to develop non-mercury catalysts. The project will prepare non-mercury catalysts, including noble and non-noble metals, which are carried by activated carbon using in immersion method mainly. In older to improve the stability and lifetime of catalysts, Performances and characterization of catalysts will be tested, the change rule of system tempreture, structure and physicochemical property of catalysts, composition and dispersity of active components will be investigated. To find out the influence factors effecting stability and lifetime, the deactivation mechanism of catalysts will be analyzed. And based on these, by improving the components and preparation methods, and optimizing the technological conditions and reaction environment, the restraining inactivation methods will be fund out. The project aims to promote the research of non-mercury catalyst and provide theory and technology information for its application, and lay the foundation for research and development environmental catalysts in industrial synthesis vinyl chloride.

乙炔氢氯化是我国聚氯乙烯（PVC）生产的主流工艺。生产过程中氯化汞催化剂的使用，使得PVC产业面临环境和汞资源匮乏的双重压力。要从根本上杜绝汞的消耗和污染，使该产业能够在未来实现可持续发展，必须开发出取代氯化汞催化剂的无汞催化剂。本项目以浸渍法为主制备活性炭负载无汞金属（包括贵金属和非贵金属）催化剂，以提高催化剂稳定性和延长其寿命为目标，通过对催化剂性能的测试和表征，考察催化反应体系温度、组成、催化剂结构、理化性质及活性组分的分散特性等的变化规律。分析无汞催化剂失活机理，研究影响催化剂稳定性和寿命的因素，在此基础上通过改进催化剂组成和制备方式，优化催化反应的工艺条件及反应环境等途径找到抑制失活的方法。项目旨在为推进无汞催化剂的研究及应用提供理论和技术资料，为工业合成氯乙烯用环保型催化剂研究与开发奠定基础。

乙炔法乙炔氢氯化是我国聚氯乙烯（PVC）生产的主流工艺。由于生产过程中氯化汞催化剂的使用，使得PVC产业面临环境和汞资源匮乏的双重压力。要从根本上杜绝汞的消耗和污染，使该产业能够在未来实现可持续发展，必须开发出取代氯化汞催化剂的无汞催化剂。本项目以浸渍法为主制备活性炭负载无汞金属（包括贵金属和非贵金属）催化剂，以提高催化剂稳定性和延长其寿命为目标，通过对催化剂性能的测试和表征，考察催化反应体系温度、组成、催化剂结构、理化性质及活性组分的分散特性等的变化规律。在项目执行期内，研究了以钯，金，铜，铋为主的多种负载型贵金属与非贵金属催化剂，筛选出了性能较佳的催化体系。围绕催化剂失活机理、提高其稳定性和寿命研究主题，将性能改进和表征分析相结合，分析出了催化剂失活的主要原因，通过改进催化剂组成和制备方式，优化催化反应的工艺条件及反应环境等途径找到抑制失活的方法，有效提高了催化剂稳定性并延长其寿命。提出了超声辅助等体积浸渍制备技术和水蒸气法再生催化剂的技术，认为，催化反应机理符合一次吸附反应：在反应的过程中迅速生成六员环过渡态，然后进行逐步的分解分离反应或多次吸附反应：催化剂逐步的对反应物进行吸附，从而得到目标产物。催化剂的失活的主要原因是反应过程积碳的生成，覆盖活性点位。催化剂采用助剂添加和载体改性可以有效改善催化剂稳定性和寿命。研究了活性炭负载金属和非贵金属催化剂，分子筛负载贵金属一锅煮合成非贵金属催化剂，碳纳米管负载贵金属催化剂等一系列催化剂。总结了载体预处理，助剂添加以及有机试剂处理以及水蒸气处理对催化剂寿命和稳定性影响的结果。 项目的实施将对全面实现该工艺的循环经济、安全性、高效性、环保性起到突破性的指导作用，并将进一步促进聚氯乙烯及其相关行业的快速健康发展，对确保聚氯乙烯行业的长期可持续的发展有重要的意义，