專利名稱：一種用于合成氯乙烯單體的催化劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于乙炔氫氯化得含汞催化劑的制備方法，特別涉及一種離子液體固定汞并負(fù)載于特定載體上的催化劑的制備方法，屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(PolyvinylChloride，簡稱PVC)是世界上第二大通用樹脂，世界范圍內(nèi)其年產(chǎn)量大于4000萬噸。聚氯乙烯具有阻燃、耐腐蝕、絕緣和良好機械強度等優(yōu)點而廣泛 應(yīng)用于包裝、建材、農(nóng)業(yè)、電子、交通等社會的各個領(lǐng)域。根據(jù)美國化學(xué)品市場(CMAI)預(yù)計，全球PVC伸長需求會以平均每年4%的增長，近年來我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，對PVC需求逐年增力口，年產(chǎn)量呈現(xiàn)20%的增長。在PVC樹脂生產(chǎn)工藝中，氯乙烯單體(VinylChlorideMonomer,簡稱VCM)是整體工藝的核心，目前氯乙烯單體主要合成方法以乙烯氧氯化法和電石法為主，我國也是世界氯堿行業(yè)中唯一采用電石法和乙烯氧氯化法兩種方法生產(chǎn)PVC的國家。這兩種方法中，乙烯氧氯化工藝具有能耗低、污染小等優(yōu)點，在歐美發(fā)達(dá)國家廣泛應(yīng)用，而我國石油資源比較欠缺，60%依賴進(jìn)口，因此，該方法在我國占的比重較小。電石法工藝是最早實現(xiàn)工業(yè)化的方法，但該方法能耗和污染均較大，可是我國的資源現(xiàn)狀是“貧油富煤”，因此該方法在我國所占的比重較大，約占70%左右。電石法氯乙烯單體合成過程是，首先由煤炭制備電石，然后電石與水反應(yīng)生成乙炔，電解食鹽水制備氯化氫，最后在催化劑的作用下乙炔和氯化氫作用合成VCM單體，該反應(yīng)是1912年德國化學(xué)家F. Klatte在Griesheim電化工廠發(fā)現(xiàn)在以氯化萊為催化劑下可以實現(xiàn)乙炔與氯化氫合成氯乙烯，直到現(xiàn)在乙炔法制氯乙烯合成仍然采用氯化汞/活性炭(載體)催化劑。氯化汞/活性炭催化劑雖然具有很好的活性、選擇性和穩(wěn)定性，但存在最致命的問題是氯化汞流失引起的嚴(yán)重環(huán)境問題，世界八大污染事件之一的水俁病事件就是因含汞催化劑流失進(jìn)入海洋中形成甲基汞，被魚類攝入并在體內(nèi)累積，最后被當(dāng)?shù)鼐用袷秤枚卸?。因此，尋找替代含汞催化劑或固定汞催化劑是氯乙烯行業(yè)發(fā)展的重要方向。CN101947465A公開了一種用于乙炔氫氯化反應(yīng)的催化劑，利用Au_Bi/C催化合成氯乙烯，該催化劑在壽命上與含萊催化劑相差甚遠(yuǎn)。離子液體是主要由有機陽離子和無機或有機陰離子構(gòu)成的在室溫或接近室溫下呈現(xiàn)液體的鹽類，主要特點是非揮發(fā)性、低熔點、良好的離子導(dǎo)電性、高穩(wěn)定性，對多種有機和無機材料都由良好溶解性，結(jié)構(gòu)可設(shè)計性等優(yōu)點使離子液體成為新的催化體系而受到催化領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。特別是近些年關(guān)于將特定金屬組份溶解于特定離子液體中表現(xiàn)出較高的催化活性(HoonSikKim, YongJinKim, etal. Angew. Chem. Int. Ed. 2002,41 :4300-4303),在催化過程中，離子液體提供優(yōu)越的催化環(huán)境和有效的固定催化活性粒子(金屬粒子)的功能，結(jié)果使得離子液體的引入可防止催化劑活性成份的流失。CN101138741A公開了一種含吡啶配體的離子液體負(fù)載催化劑，其利用離子液體固定釕催化劑并應(yīng)用于開環(huán)易位聚合反應(yīng)，取得良好的催化效果。CN101716528A公開了一種乙炔氫氯化制備氯乙烯的催化劑，采用咪唑類離子液體負(fù)載催化劑催化乙炔氫氯化，但是這種催化劑的催化活性較低，乙炔轉(zhuǎn)
化率最好在70%左右，與氯化汞/活性炭催化劑的催化效果還有一段距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于合成氯乙烯單體的催化劑，提高催化活性并避免汞的流失。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種用于合成氯乙烯單體的催化劑，該催化劑具有如下通式I:
權(quán)利要求
1.一種用于合成氯こ烯単體的催化劑，其特征在于該催化劑具有如下通式I:
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于合成氯こ烯単體的催化劑，其特征在于所述有序介孔材料為 MCM-41、MCM-48、MCM-50、SBA-U SBA-2、SBA-3、SBA-15, MSU-1、MSU-2、MSU-3、MSU-V,MSU-G、硅膠或介孔Ti02。
3.—種如權(quán)利要求I所述催化劑的制備方法，其特征在于其步驟如下 1)在有機溶劑中，將…
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟I)中
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在干步驟2)中氯酸鹽離子液體與(R3-O)4Si的摩爾比為I : I I. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在干步驟3)中氯化汞和硅酸脂氯酸鹽離子液體的摩爾比為I 2 I。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在干所述有序介孔材料為MCM-41、MCM-48、MCM-50、SBA-1、SBA-2、SBA-3、SBA-15、MSU-1、MSU-2、MSU-3、MSU-V、MSU-G、硅膠或介孔TiO2。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在干步驟I)、2)、3)、4)采用的分離為蒸發(fā)溶劑、洗滌、過濾。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在干所述步驟I)、2)、3)中所述有機溶劑選自甲醇、こ醇、こ醚、丙酮、こ酸こ酷、苯、甲苯、三氯甲烷或四氯化碳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于合成氯乙烯單體的催化劑，該催化劑具有如下通式I通式I中A側(cè)為由有序介孔材料構(gòu)成的載體，R1選自C1～8的亞烷基取代基，R2選自烴基、羧酸基、酯基、醛基、醇基、磺酸基，R3選自C1～6的烷基取代基。本發(fā)明基于現(xiàn)有技術(shù)，給出了一種新型的乙炔氫氯化反應(yīng)催化劑，采用有序介孔材料為載體，在載體上負(fù)載含汞離子液體形成催化劑，在催化劑分子中咪唑環(huán)與氯化汞通過配位鍵相連接，咪唑環(huán)上的兩個氮原子上分別連接有R1和R2，R1通過硅烷偶聯(lián)劑-硅酸酯與載體表面化學(xué)鍵聯(lián)，有效的固定汞防止催化過程中活性組分汞的流失。
文檔編號C07C17/08GK102671701SQ20111040579
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者徐航, 李梅, 李照周, 湯紅妍, 苗娟 申請人:河南科技大學(xué)