一種新型炭載體在乙炔氫氯化反應中的應用

劉曉飛(石河子大學，新疆 石河子 832000)

一種新型炭載體在乙炔氫氯化反應中的應用

劉曉飛(石河子大學，新疆 石河子 832000)

主要是使用了等體積浸漬法從而制備了一些不同載體的HGCL2的催化劑，并且也是重復的去利用BET以及元素分析儀（EA）等對其樣品做出了相應的表征，進而能夠考察了其催化劑在固定床的反應裝置上做出了乙炔氫氯化的反應性能，對其催化劑的失活原因作出了相應的探究分析，結果也是得出不同的載體催化劑的性能以及失活原因是存在著比較大的差異。因此在本文之中，主要是針對了一種新型的碳載體在乙炔氫氯化反應過程中的應用做出了全面的分析研究，并且在這個基礎之上提出了下文中的一些內容，希望能夠給與同行業工作的人員提供出一定價值的參考。

新型；碳載體；乙炔氫氯化；應用；分析

對于氯乙烯單體而言（VCM），主要是為一種合成的PVC的原料，生產的統一主要是由電石乙炔發以及石油乙烯氧化的方法，在一些發達國家之中，普遍的是采用了石油乙烯氧化的方法對其進行生產，然而因為國外的油田之中富有著乙烯，其原料的價格比較低。但是我國的氯乙烯單體的合成主要是根據其電石乙炔的方法為主，伴隨著石油的價格在全面的提高，這種方法所體現出來的經濟也是比較理想，根據其新建以及改擴建的氯乙烯單體裝置來分析，電石乙炔發的技術已經是占據了百分之六十五以上，預計在五年我國將會新增加建設氯乙烯單體裝置。

1 實驗的內容分析

1.1 試劑的分析

二氧化硅（酸性，其載體主要是為40-60目）；三氧化二鋁（為酸性，載體則是在40-60目）；氧化鎂（堿性，其載體為40-60目）；二氧化鈦（中性，其載體為40-60目）；AC-1（為中性，載體是在40-60目）；AC-2（中性，載體在20-40目，其瀝青基球為形碳）。

1.2 催化劑的制備分析

在進實驗的過程中，選擇使用的催化劑全部都是采取等體積的浸漬法進行制備，對于載體的選擇主要是為三氧化二鋁、AC-1、AC-2以及氧化鎂、二氧化硅以及二氧化鈦等，主要是將其載體加入到已經是配置好的氯化汞水溶液之中，從而對其進行攪拌，在八十攝氏度的問下進行浸漬十個小時，進行水浴蒸干，在一百二十度的溫度下進行干燥十二個小時。

1.3 催化劑的表征分析

催化劑的表面主要會是采用了美國公司的ASAP 2020C全自動的快速比表面積以及孔隙度的分析儀進行測試，催化劑之中的氯化汞的含量主要是采取了AFS-810的雙道原子熒光光度計對其進行測定，然而元素的含量則是采用了德國的元素分析系統的元素分析儀VARIO ELIII對其進行相應的測定。

1.4 催化劑的性能評價分析

針對化學反應的活性評價而言，主要是在內徑為十毫米的不銹鋼固定床的反應器之中進行，然而催化劑的裝量主要是為四毫升到八毫升，然而乙炔以及氯化氫的壓力主要是為零點一兆帕。乙炔以及氯化氫之間的摩爾比主要是為一比二，然而乙炔氣體首先是通過裝有的硅膠干燥器進行水分的脫除，然而氯化氫的其他則是經過了5oA分子篩吸附柱的干燥裝置，在進行反應前需要采用氮氣進行吹掃系統之中的水分以及空氣，之后則是采取氯化氫的氣體進行活性零點五個小時后，之后則是通過乙炔氣體做出相應的反應，氣體流量主要是采用質量流量計來進行相應的控制，反應的產物則是需要采取氫氧化鈉溶液去吸附氯化氫氣體從而進行色譜方面的分析。

1.5 針對于分析的方法

主要是采取了的GC2014C型號的色譜儀從而去分析產物的實際組成，FID檢測器，GDX-301的填充柱。然而分析的條件主要是為：柱的溫度為一百攝氏度，檢測器的溫度則是為一百五十攝氏度，進口的溫度是在一百五十攝氏度，載體的流量則是為每分鐘四十毫升，進樣量則是為五十微升。主要是采取校正歸一的方法進行數據的分析，并且也是采取標準氣體從而可以得出正因子。

2 結果以及討論的分析

2.1 不同的載體HGCL2催化劑對于乙炔氫氯化反應的性能評價分析

通過對其進行分析研究之后能夠得出，每一個催化劑的初始活性順序主要是為：HgCl2/AC-2＞HgCl2/AC-1＞HgCl2/AlO3＞HgCl2/SiO2＞HgCl2/TiO2＞HgCl2/MgO。其中HgCl2/AC-2、HgCl2/ AC-1等具有著比較好的一個穩定性，然而HgCl2/AlO3以及Hg-Cl2/TiO2和HgCl2/SiO2、HgCl2/MgO的失活相對來說比較快。

2.2 載體的結構以及催化劑活性方面的關系分析

通過進行分析研究及可以得出，每一個載體的表面積相差筆記愛豆啊，然而其表面積主要是根據AC-1、AC-2、AlO3、SiO2、TiO2以及MgO等方面的順序進行遞減。然而其催化劑的活性關系主要是為：HgCl2/AC-2＞HgCl2/AC-1＞HgCl2/AlO3＞HgCl2/ SiO2＞HgCl2/TiO2。通常情況下，比較大的一個比面積可以更加有助于其活性組織分的高度分數，使其能夠全面的去提高催化劑的活性。通過進行實驗之后可以得出，去除HgCl2/AC-2之外，其他的催化劑的活性將會伴隨著比表面積的增加從而進行增加。相關的資料報道，提高碳的含氮量能夠使其提高催化劑的活性，然而針對于AC-2以及AC-1之中的N含量做出分析，從而得出其AC-2的含氮量主要是為AC-1的二倍，然而一個高的含氮量也許是導致其HgCl2/AC-2活性是高于HgCl2/AC-1的一個原因。

2.3 不同的載體催化劑的失活分析

通過進行分析研究之后可以得出，Hg Cl2/Si O2、Hg Cl2/Ti O2、Hg Cl2/Al2O3和Hg Cl2/Mg O催化劑之中的HgCl2的流失速度相對來說比較快，在一百四十攝氏度的情況下，其二十四個小時的流失率主要是為百分之八十五點的七七、百分之七十三點二九、百分之二十八點七一以及百分之二十六點零四。然而其活性的組分出現了落實也是為催化劑出現失活的一個重要的原因，這樣也是直接的說明了這些載體以及HgCl2之間的相互結合過程中的能力比較弱，并且也是并不適合作為其催化劑的載體。然而對于性能穩定的Hg Cl2/AC-2和Hg Cl2/AC-1進行對比能夠直接的看出，其流失率相對情況下是比較小的，并且也是得出了Hg Cl2/AC-2是小于Hg Cl2/AC-1。

3 結語

通過對上述的內容進行分析研究之后可以得出，首先在比較多的載體之中選擇合適乙炔氫氯化反應的AC-2碳小球的載體，然而在HGCL2的復雜量為百分之五的時候，其在最優的工藝條件之下，其乙炔的空速為36h-1，而溫度則是為一百四十度，其轉換率則是大于百分之九十九，并且選擇性則是為接近百分之百，壽命則是可以達到三千一百六八個小時，根據其新型的AC-2碳載體植被的低汞催化劑的催化性能則是要好于目前的工業高汞催化劑。其次則是對于不同的載體催化劑的失火原因做出了相應的分析，從而得出主要是因為汞流失以及積碳所導致出現的，進而對于碳類的催化劑失活主要是因為汞的流失以及積碳縮短熬制的，其積碳主要是經過氯化錫聚合物所形成出現。

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