本發(fā)明涉及聚氯乙烯合成技術領域，具體是一種環(huán)保低汞觸媒及其制備方法和應用。
背景技術：
汞污染是一個嚴重的全球環(huán)境問題。國際禁汞的呼聲越來越高漲。我國年用汞量占全球的30％～40％，其中電石法聚氯乙烯用汞量占全國用汞量的60％。受資源結構制約，我國聚氯乙烯生產(chǎn)行業(yè)以電石為主的狀況無法改變。電石法聚氯乙烯生產(chǎn)工藝為：C2H2+HCl＝C2H3Cl。生產(chǎn)過程采用氯化汞觸媒作為催化劑。傳統(tǒng)工藝采用活性炭為載體浸泡制備氯化汞含量為10-12％的觸媒。氯化汞具有高毒性和易揮發(fā)性，容易危害生產(chǎn)人員健康并污染環(huán)境。同時，隨著汞資源的逐漸枯竭，氯化汞的價格成本也逐年上升。我國政府對汞污染防治非常重視：環(huán)境保護部、工業(yè)和信息化部等8部門聯(lián)合發(fā)布文，提出電石法聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)要全部使用低汞觸媒，明確重金屬污染防治目標。因此尋求更優(yōu)化的催化劑制備工藝，提升氯化汞的利用效能成為現(xiàn)如今對氯化汞觸媒的研究方向。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種催化效果好、性質(zhì)穩(wěn)定、制備過程簡單、易操作、成本低的環(huán)保低汞觸媒及其制備方法和應用，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
一種環(huán)保低汞觸媒，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：氯化汞4-4.5％、氯化鋯0.5-1.3％、氯化銀4.5-5.5％，余量為蒙脫石。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述環(huán)保低汞觸媒，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：氯化汞4.1-4.3％、氯化鋯0.7-1.1％、氯化銀4.8-5.2％，余量為蒙脫石。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述環(huán)保低汞觸媒，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：氯化汞4.2％、氯化鋯0.9％、氯化銀5.0％，余量為蒙脫石。
本發(fā)明另一目的的提供一種環(huán)保低汞觸媒的制備方法，由以下步驟組成：
1)將蒙脫石粉碎、過150目篩，加入其質(zhì)量8倍的雙氧水溶液，升溫至60℃并在該溫度下攪拌處理30-35min，其中雙氧水溶液中雙氧水的質(zhì)量含量為30-35％，制得預處理液；
2)將氯化汞、氯化鋯、氯化銀混合研磨2h，再置入預處理液中，升溫至70℃，并在該溫度下攪拌處理20min，然后在55℃的溫度下超聲處理1h，超聲功率為600W，然后將混合物料在80℃的溫度下攪拌蒸干，再在200℃的溫度下燒制1.5h即得環(huán)保低汞觸媒。
本發(fā)明又一目的的提供所述環(huán)保低汞觸媒在合成聚氯乙烯中的應用。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明中蒙脫石在雙氧水的作用下，提高蒙脫石的比表面積，氯化汞、氯化鋯、氯化銀在加熱攪拌以及超聲處理后使其均勻地填充至蒙脫石的層間結構上，燒制后使氯化汞、氯化鋯、氯化銀與蒙脫石之間的連接更穩(wěn)定，制得低汞觸媒。用于催化合成聚氯乙烯，催化效果好，性質(zhì)穩(wěn)定。本發(fā)明使氯化汞的含量由傳統(tǒng)的10-12％降低至4-4.5％汞含量達到國家低汞觸媒的要求，催化效果等同于傳統(tǒng)高汞觸媒。本發(fā)明采用的成分簡單，制備過程簡單、易操作，成本低，適于大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實施方式
下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
本發(fā)明實施例中，一種環(huán)保低汞觸媒，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：氯化汞4％、氯化鋯0.5％、氯化銀4.5％，余量為蒙脫石。
將蒙脫石粉碎、過150目篩，加入其質(zhì)量8倍的雙氧水溶液，升溫至60℃并在該溫度下攪拌處理30min，其中雙氧水溶液中雙氧水的質(zhì)量含量為30％，制得預處理液。將氯化汞、氯化鋯、氯化銀混合研磨2h，再置入預處理液中，升溫至70℃，并在該溫度下攪拌處理20min，然后在55℃的溫度下超聲處理1h，超聲功率為600W，然后將混合物料在80℃的溫度下攪拌蒸干，再在200℃的溫度下燒制1.5h即得環(huán)保低汞觸媒。
實施例2
本發(fā)明實施例中，一種環(huán)保低汞觸媒，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：氯化汞4.5％、氯化鋯1.3％、氯化銀5.5％，余量為蒙脫石。
將蒙脫石粉碎、過150目篩，加入其質(zhì)量8倍的雙氧水溶液，升溫至60℃并在該溫度下攪拌處理35min，其中雙氧水溶液中雙氧水的質(zhì)量含量為35％，制得預處理液。將氯化汞、氯化鋯、氯化銀混合研磨2h，再置入預處理液中，升溫至70℃，并在該溫度下攪拌處理20min，然后在55℃的溫度下超聲處理1h，超聲功率為600W，然后將混合物料在80℃的溫度下攪拌蒸干，再在200℃的溫度下燒制1.5h即得環(huán)保低汞觸媒。
實施例3
本發(fā)明實施例中，一種環(huán)保低汞觸媒，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：氯化汞4.1％、氯化鋯0.7％、氯化銀4.8％，余量為蒙脫石。
將蒙脫石粉碎、過150目篩，加入其質(zhì)量8倍的雙氧水溶液，升溫至60℃并在該溫度下攪拌處理32min，其中雙氧水溶液中雙氧水的質(zhì)量含量為32％，制得預處理液。將氯化汞、氯化鋯、氯化銀混合研磨2h，再置入預處理液中，升溫至70℃，并在該溫度下攪拌處理20min，然后在55℃的溫度下超聲處理1h，超聲功率為600W，然后將混合物料在80℃的溫度下攪拌蒸干，再在200℃的溫度下燒制1.5h即得環(huán)保低汞觸媒。
實施例4
本發(fā)明實施例中，一種環(huán)保低汞觸媒，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：氯化汞4.3％、氯化鋯1.1％、氯化銀5.2％，余量為蒙脫石。
將蒙脫石粉碎、過150目篩，加入其質(zhì)量8倍的雙氧水溶液，升溫至60℃并在該溫度下攪拌處理32min，其中雙氧水溶液中雙氧水的質(zhì)量含量為32％，制得預處理液。將氯化汞、氯化鋯、氯化銀混合研磨2h，再置入預處理液中，升溫至70℃，并在該溫度下攪拌處理20min，然后在55℃的溫度下超聲處理1h，超聲功率為600W，然后將混合物料在80℃的溫度下攪拌蒸干，再在200℃的溫度下燒制1.5h即得環(huán)保低汞觸媒。
實施例5
本發(fā)明實施例中，一種環(huán)保低汞觸媒，由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：氯化汞4.2％、氯化鋯0.9％、氯化銀5.0％，余量為蒙脫石。
將蒙脫石粉碎、過150目篩，加入其質(zhì)量8倍的雙氧水溶液，升溫至60℃并在該溫度下攪拌處理32min，其中雙氧水溶液中雙氧水的質(zhì)量含量為32％，制得預處理液。將氯化汞、氯化鋯、氯化銀混合研磨2h，再置入預處理液中，升溫至70℃，并在該溫度下攪拌處理20min，然后在55℃的溫度下超聲處理1h，超聲功率為600W，然后將混合物料在80℃的溫度下攪拌蒸干，再在200℃的溫度下燒制1.5h即得環(huán)保低汞觸媒。
對比例1
除不含有氯化銀外，其它成分添加量及制備過程與實施例5一致。
對比例2
除不含有蒙脫石外，其它成分添加量及制備過程與實施例5一致。
對比例3
除不含有氯化銀、蒙脫石外，其它成分添加量及制備過程與實施例5一致。
將上述實施例1-5得到的環(huán)保低汞觸媒用于氯乙烯催化轉化實驗，轉化率達97-99.96％之間，其中實施例1的轉化率為97％，實施例2的轉化率為97.5％，實施例3的轉化率為98.8％，實施例4的轉化率為99％，實施例5的轉化率為99.96％，閥門開度在60％-90％之間。后臺催化時間為3670-4000小時，前臺為3000-3500小時，前后臺合計總催化時間為6670-7500小時。失效后的廢觸媒氯化汞含量為0.05-0.5％，其汞的消耗量同比高汞觸媒下降65％-75％。
將對比例1得到的低汞觸媒用于氯乙烯催化轉化實驗，轉化率達65％，失效后的廢觸媒氯化汞含量為1.3％。
將對比例2得到的低汞觸媒用于氯乙烯催化轉化實驗，轉化率達52％，失效后的廢觸媒氯化汞含量為1.9％。
將對比例1得到的低汞觸媒用于氯乙烯催化轉化實驗，轉化率達44％，失效后的廢觸媒氯化汞含量為2.0％。
對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。