基于有机锡的乙炔法制氯乙烯无汞催化剂的合成及性能研究

发布时间：2018-03-28 04:36

  本文选题：氯乙烯　切入点：无汞催化　出处：《太原理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：聚氯乙烯(PVC)具有十分广泛的用途,其合成的树脂作为五大热塑性合成树脂之一,在最早实现工业化的塑料品种中,聚氯乙烯树脂占据很大比重。聚氯乙烯的合成原料离不开氯乙烯。在目前世界上关于氯乙烯的合成工艺主要有三种:乙烯法、乙烷法和乙炔法。在世界范围内,乙烯法制氯乙烯工艺已十分成熟,并且基本实现工业化。但在国内,由于资源结构的特点,中国煤资源丰富,因此乙炔法制氯乙烯仍然占据主导地位。另外,在乙炔法合成氯乙烯催化剂方面,目前几乎全部采用Hg Cl_2催化剂。汞作为催化剂的大量使用,导致的结果就是汞资源的严重枯竭,而且汞作为剧毒物质,大量使用使环境遭受极大破坏。然而,根据美国著名的全球行业分析(GIA)的研究报告指出,在未来几年内。聚氯乙烯树脂的市场前景很好,发展潜力巨大,PVC的需求量不会因为Hg催化剂的限制而减少。面对如此形式,研制新型的无汞催化剂合成聚氯乙烯成为当务之急。相对于贵金属催化剂,非贵金属催化剂普遍存在活性低寿命短的劣势,但在催化活性方面,锡卤化合物表现出了良好的活性,锡卤化合物在反应温度为150-200℃条件下,乙炔的转化率在98%以上,氯乙烯选择性也可达到98.8%,但是在稳定性方面表现的不理想。因此提高锡卤化合物的稳定性成为了问题的关键。本文设计出一种新型氮化碳改性活性炭负载有机锡作为催化剂。并对其结构(主要为孔结构参数的研究)、催化活性、使用寿命和热稳定性等方面进行性能研究以及表征。使合成的催化剂达到具有较高的催化活性,以及良好的热稳定性的预期目的。经过反复实验研究,得到以下结论:(1)从孔结构参数中可以看出,与纯活性炭相比,经负载后的活性炭其孔容、孔径和比表面积都有不同的减少,可以得出所制备的催化剂确实有活性组分被负载上的结论,并且活性组分的加入对活性炭的孔结构产生了较大的影响;(2)活性炭负载含锡化合物为催化剂,对乙炔的转化率基本在50%以下,虽然对反应的转化率和选择性有所提高,但效果不佳,不能满足本课题想到达到的目的;(3)活性炭负载有机锡化合物为催化剂的类型中,最佳物料组成为(SnCl_4+C_(16)H_(34)Cl_2Sn)/C(对乙炔的转化率达到90%以上),最佳煅烧温度为200℃,最佳反应温度为200℃;(4)氮化碳改性的活性炭负载有机锡化合物为催化剂的类型中,最佳物料组成为(SnCl_4+C_(16)H_(34)Cl_2Sn+C_2H_4N_4)/C(对乙炔的转化率达到90%以上),最佳煅烧温度为400℃,最佳反应温度为200℃;(5)随着催化反应时间的延长,(SnCl_4+C_(16)H_(34)Cl_2Sn)/C和(SnCl_4+C_(16)H_(34)Cl_2Sn+C_2H_4N_4)/C两种催化剂的催化活性都有不同程度的降低。但两者相比较,双氰胺的加入,对催化剂的使用寿命有一定的积极影响。在反应进行了40h后,经双氰胺改性的催化剂对乙炔的转化率还有75%左右,而不经双氰胺改性的催化剂,其对乙炔的转化率只有50%左右。因此,双氰胺的加入,对延长催化剂的使用寿命有利(从TG曲线可以印证此结论)。
[Abstract]:Vinyl chloride ( PVC ) is widely used . Its synthetic resin is one of the five thermoplastic synthetic resins . In the first industrialized plastic variety , the vinyl chloride resin occupies a large proportion . In the present world , the synthetic process of vinyl chloride is very important . In the present world , the catalytic activity , the service life and the thermal stability of the vinyl chloride resin have been greatly reduced . In the present world , the catalytic activity , the service life and the thermal stability of the catalyst have been greatly reduced . In the present world , the conversion rate of the active component to acetylene is not less than 50 % . The conversion rate and selectivity of the reaction are improved , but the effect is not good . The optimum reaction temperature is 200 鈩，

本文编号：1674808