高效零污染分子篩低汞催化劑及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂專用的汞催化劑及其生產(chǎn)工藝，即是一 種聚氯乙烯樹脂在聚合之前的中間產(chǎn)品一氯化氫氣體和乙炔氣體進(jìn)行加成反應(yīng)而生成 氯乙烯所用的汞催化劑及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前國(guó)內(nèi)乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯所使用的汞催化劑，俗稱"汞觸媒"，都是以 Φ 3. 5-4mm，L6-9mm的柱狀優(yōu)質(zhì)活性炭作載體，將活性炭浸漬在85-90°C的氯化汞溶液中 16-24小時(shí)，以物理吸附的方式吸附氯化汞后，再經(jīng)干燥，使活性炭含水0. 3%，所制的產(chǎn) 品。這種汞催化劑存在如下不足：1、生產(chǎn)中更換新的催化劑后須養(yǎng)護(hù)7-20天，影響年產(chǎn)能 力；2、由于氯化汞是物理吸附而沉積在活性炭微孔內(nèi)壁及活性炭表面上的，因熱穩(wěn)定性很 差。在使用溫度170°C的條件下氯化汞因升華和氣流帶走快、催化能力衰耗快，易于失活，一 般生產(chǎn)1噸氯乙烯就耗1-1. 2kg汞催化劑。在2. 5噸體系反應(yīng)罐內(nèi)，前后兩臺(tái)反應(yīng)罐的總 催化時(shí)間為7000-8000小時(shí)；3、生產(chǎn)中由于氯化汞的升華，存在部分氯化汞隨反應(yīng)后的半 成品-氯乙烯與未合成的氣體-乙炔、氯化氫的分離裝置及除汞設(shè)備而進(jìn)入大氣污染環(huán)境 或微量的氯化汞進(jìn)入產(chǎn)品造成危害；經(jīng)多年的生產(chǎn)證明：氯化汞有70%均在使用廠家處微 微的升華跑失，污染環(huán)境；4、活性炭載體機(jī)械強(qiáng)度較低，易粉化，一般使用3300-3500小時(shí) 左右就必須篩分由后罐轉(zhuǎn)至前罐，不僅加大工作量，增強(qiáng)工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還耽誤正常的 生產(chǎn)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有活性炭載體汞催化劑之不足，而提供 一種以孔徑> 8-9A、機(jī)械強(qiáng)度> 95 %、球徑Φ 4-6mm的球形顆粒料分子篩為載體的高效零 污染分子篩低汞催化劑及其生產(chǎn)工藝。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：這種高效零污染分子篩低汞催化 劑，它是以孔徑> 8-9Λ，機(jī)械強(qiáng)度> 95 %，球徑Φ 4-6mm的球形顆粒料分子篩為載體，通過 氯化汞溶液中的汞離子交換分子篩載體內(nèi)的鈉離子制成的。具體的生產(chǎn)工藝為：
[0005] 1、將分子篩載體移到耐高溫搪玻璃離子交換柱內(nèi)，浸交濃度（溶液含氯化汞濃 度）為5-9%，溫度保持70-80°C的氯化汞水溶液中的汞離子與分子篩載體內(nèi)的鈉離子進(jìn)行 交換；
[0006] 2、將交換2次后的產(chǎn)物置于防腐高溫反應(yīng)器內(nèi)低溫（150°C )脫水，高溫（320°C ) 使氯化汞揮發(fā)回收待用。本次產(chǎn)物經(jīng)測(cè)出汞含量后，視含量再作3-4次浸交和照本次處理 程序進(jìn)行，直至汞含量達(dá)到所需數(shù)據(jù)為止。產(chǎn)品含水< 〇. 3%為準(zhǔn)，所提供的高效零污染分 子篩低汞催化劑。
[0007] 本發(fā)明所提供的這種高效零污染分子篩低汞催化劑含汞量可達(dá)7-8%，具有如下 優(yōu)點(diǎn)：1、生產(chǎn)中氯化汞溶液內(nèi)的汞離子與載體中的氧離子賴以離子鍵牢牢固定在載體內(nèi)與 載體合為一體，在575°c才會(huì)被破壞，則汞的熱穩(wěn)定性高，是物理吸附的老汞催化劑的5倍 以上，因而在同等使用條件下的催化能力是現(xiàn)有物理吸附的活性炭載體的汞催化劑的5倍 之多，即使用時(shí)間可達(dá)4萬小時(shí)以上；2、由于汞在載體中的熱穩(wěn)定性很高，熱解溫度是使 用溫度的3. 3倍之多，遠(yuǎn)大于使用溫度，在用戶使用溫度170°C的范圍內(nèi)汞不流失，杜絕了 汞在使用中的跑失而污染環(huán)境和進(jìn)入產(chǎn)品而造成危害；3、分子篩載體機(jī)械強(qiáng)度比活性炭高 20%以上，因球狀顆粒比柱狀顆粒結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)、受壓強(qiáng)度高，不易粉化，在使用期中不需篩分 翻料，不需前后兩個(gè)轉(zhuǎn)化罐作業(yè)，只要一個(gè)反應(yīng)罐就可完成現(xiàn)在設(shè)備的生產(chǎn)能力，即我國(guó)現(xiàn) 有的生產(chǎn)設(shè)備可多生產(chǎn)1倍以上的氯乙烯中間產(chǎn)品。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種高效零污染分子篩低汞催化劑，是以300kg孔徑為8-9人， 機(jī)械強(qiáng)度為95 %、球徑Φ 4_的球形顆粒料13x型分子篩為載體，通過氯化汞溶液中的汞離 子與分子篩載體內(nèi)的鈉離子進(jìn)行5次交換作業(yè)所制成的。其生產(chǎn)工藝為：
[0009] 1、將300kg分子篩載體置于防腐高溫1500升溶液搪玻璃交換柱內(nèi)，用聚四氟乙烯 泵把800升，濃度為8%的氯化汞溶液注入聚四氟材料制作的液體分布器內(nèi)均勻澆灑在分 子篩載體上反復(fù)循環(huán)浸交2小時(shí)，使氯化汞溶液中的汞離子與分子篩載體內(nèi)的鈉離子進(jìn)行 離子交換；
[0010] 2、將浸交后的產(chǎn)物濾去溶液后移至防腐耐高溫的電加熱鈦材制的反應(yīng)罐內(nèi)，先用 150°C電熱脫水；后升溫320°C清除分子篩中氯化汞經(jīng)回收裝置搜集待用，并測(cè)出分子篩的 汞含量，視其汞含量數(shù)據(jù)按1、2方法重做4次，以達(dá)到分子篩含汞大于7%為準(zhǔn)的高效零污 染分子篩低汞催化劑。本產(chǎn)品再經(jīng)激化處理就達(dá)到使用要求所需之條件并獲得最佳效果。
[0011] 3、本發(fā)明實(shí)施例所提供的這種含汞量7%的高效零污染分子篩低汞催化劑，經(jīng)錦 化集團(tuán)使用檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
[0012] 高效零污染分子篩低汞催化劑與活性炭為載體的高汞（10. 5~11%)之比較的檢 測(cè)試驗(yàn)為：
[0013] 1、高效零污染分子篩低汞催化劑與活性炭為載體的高汞催化劑比較轉(zhuǎn)化率提高 7. 1%，選擇性增加5% ;
[0014] 2、使用壽命大于5倍；
[0015] 3、一臺(tái)設(shè)備可以完成目前兩臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)能力，不存在分子篩轉(zhuǎn)罐；
[0016] 4、在大通量的情況下，仍有較高的活性和選擇性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高效零污染分子篩低汞催化劑，其特征在于：它是以孔徑>8-9Λ，機(jī)械強(qiáng)度 > 95 %，球徑Φ 4-6_的球狀顆粒料分子篩為載體，通過氯化汞溶液中的汞離子與分子篩 中的鈉離子進(jìn)行離子交換所制成的。2. -種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的高效零污染分子篩低汞催化劑的生產(chǎn)工藝，其特征在 于： (1) 將分子篩載體加入特制的耐高溫的搪玻璃離子交換柱內(nèi)，浸交濃度為5-9%，用恒 溫70-80°C的氯化汞水溶液在交換柱內(nèi)循環(huán)2-3小時(shí)，使氯化汞溶液中的汞離子與分子篩 中的鈉離子達(dá)到更快、更好的交換，一次汞離子被交換在分子篩上的量越多越好； (2) 將浸交后的分子篩產(chǎn)物再置于防腐的高溫反應(yīng)器內(nèi)，先以電熱150°C脫水至產(chǎn)物 含水< 0. 3%，繼后升溫至320°C經(jīng)2-3小時(shí)趕走分子篩中的氯化汞，并用高端的回收氯化 汞設(shè)備回收氯化汞待用； (3) 用去離子水洗掉分子篩中被汞離子交換下來的殘留在分子篩微孔中少量的雜質(zhì)再 進(jìn)行150°C脫水干燥續(xù)升溫至320°C進(jìn)行2小時(shí)，再通過二次排盡氯化汞殘留物。視其含汞 量確定繼續(xù)按（1)、（2)、（3)重做3-5次以達(dá)到使用含量為準(zhǔn)； (4) 本產(chǎn)品的載體以13X型分子篩為佳； (5) 將汞含量達(dá)標(biāo)后的分子篩產(chǎn)物再經(jīng)激化處理才能成為高效零污染分子篩低汞催化 劑產(chǎn)品。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)高效零污染分子篩低汞催化劑的工藝，其特征在于： 它是完成（2)、（3)150°C干燥脫水和升320°C排盡分子篩中所含氯化汞至高效回收裝 置內(nèi)以氯化汞水溶液的形式集中于防腐設(shè)備中補(bǔ)添新氯化汞調(diào)配成浸交所需指標(biāo)重用。實(shí) 現(xiàn)同時(shí)使用和同時(shí)回收氯化汞新工藝，目的是減少生產(chǎn)高效零污染分子篩低汞催化劑對(duì)氯 化汞過高循環(huán)的需求量。
【專利摘要】一種高效零污染分子篩低汞催化劑，是以孔徑≥機(jī)械強(qiáng)度≥95％，球徑φ4～6mm的球形顆粒料分子篩為載體，通過氯化汞溶液中的汞離子交換分子篩載體內(nèi)的鈉離子制成的，含汞量達(dá)5～7％，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、更換新的催化劑后不需要養(yǎng)護(hù)，不會(huì)因此而影響生產(chǎn)；2、氯化汞溶液中的汞離子與載體中的氧離子賴以離子鍵而牢牢固定在分子篩載體內(nèi)成為一體，汞的熱穩(wěn)定性很高，是物理吸附的3.3倍，因而在同等使用條件下，催化能力是現(xiàn)有的活性炭載體汞催化劑的5倍之多，使用時(shí)間＞4萬小時(shí)；3、由于汞在載體中的熱穩(wěn)定性很高，在用戶使用溫度170℃范圍內(nèi)，汞不會(huì)流失，杜絕了汞在使用中因升華跑失而對(duì)環(huán)境的污染和進(jìn)入產(chǎn)品對(duì)產(chǎn)品所造成的危害；4、載體機(jī)械強(qiáng)度高，不易粉化，在使用期中不需篩分轉(zhuǎn)罐，一般一個(gè)轉(zhuǎn)化罐就能具備我國(guó)現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)能力，即現(xiàn)實(shí)氯乙烯生產(chǎn)的設(shè)備可增大1倍的生產(chǎn)總量。
【IPC分類】C07C21/06, C07C17/08, B01J29/08
【公開號(hào)】CN105709795
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410420917
【發(fā)明人】蔣太和
【申請(qǐng)人】蔣太和