电石法合成VCM用无汞催化剂的开发研究

作     者：郝涛 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈晓春

授予年度：2015年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：电石法PVC 无汞催化剂 开发研究 条件研究 性能测试 

摘      要：聚氯乙烯树脂(PVC)是全球用量最多的合成塑料之一,位居世界第二。由聚氯乙烯(PVC)中间体氯乙烯(简称VCM)的不同生产方法,可将聚氯乙烯的生产方法分为乙炔法、乙烯法和乙烷法。我国目前VCM合成主要以电石乙炔法为主。1、基于电石法氯乙烯工艺中采用的氯化汞催化剂的高污染及汞匮乏现状,本研究以汞催化剂减量替代为研究导向,从高汞催化剂到低汞催化剂的减量替代,再到无汞催化剂的替代逐步研究汞催化剂的发展历程。2、以研究高效的无汞催化剂为目标,开发了合成氯乙烯单体的新型无汞催化剂。本文以浸渍法为主,研究开发了Au/ZSM-5负载型催化剂和非贵金属二元复配基催化剂。结果表明,催化剂载体经磷酸预处理后,催化性能最佳,最大初始活性达到5.31%,与未处理的ZSM-5分子筛相比,最大初始活性增加了22.6%。而其他的酸试剂处理后,其催化活性没有得到改善;采用高温焙烧和真空干燥处理后,其催化活性均呈现下降的趋势。对ZSM-5预处理后,其比表面积、孔结构以及分子筛的晶型结构发生了一定的变化,根据表征分析可知,积炭仍然是催化剂失活的原因。探讨了载体和助剂的种类、载体预处理、负载量以及浸渍液改性等方式对催化剂性能的影响,借助相关表征手段,研究分析了催化剂的性质和结构与催化活性的关系;探讨直接合成法制备催化剂失活的原因。3、自行设计建立了催化剂测试平台,通过工业化手段进一步验证在固定床反应器中,不同类型催化剂的初始活性和反应选择性的影响。考察无汞催化剂的工业化运行指标和运行状体,主要考察催化剂的活性组分在工业化应用过程中的活性变化。研究了无汞催化剂对氯乙烯合成的影响,以及影响催化剂活性的主要因素。对能够进一步达到工业化目标奠定基础。