高效零污染分子篩低汞催化劑及其生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種乙炔法生產聚氯乙烯樹脂專用的汞催化劑及其生產工藝，即是一 種聚氯乙烯樹脂在聚合之前的中間產品一氯化氫氣體和乙炔氣體進行加成反應而生成 氯乙烯所用的汞催化劑及其生產工藝。
【背景技術】
[0002] 當前國內乙炔法生產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的柱狀優質活性炭作載體，將活性炭浸漬在85-90°C的氯化汞溶液中 16-24小時，以物理吸附的方式吸附氯化汞后，再經干燥，使活性炭含水0. 3%，所制的產 品。這種汞催化劑存在如下不足：1、生產中更換新的催化劑后須養護7-20天，影響年產能 力；2、由于氯化汞是物理吸附而沉積在活性炭微孔內壁及活性炭表面上的，因熱穩定性很 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1噸氯乙烯就耗1-1. 2kg汞催化劑。在2. 5噸體系反應罐內，前后兩臺反應罐的總 催化時間為7000-8000小時；3、生產中由于氯化汞的升華，存在部分氯化汞隨反應后的半 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備而進入大氣污染環境 或微量的氯化汞進入產品造成危害；經多年的生產證明：氯化汞有70%均在使用廠家處微 微的升華跑失，污染環境；4、活性炭載體機械強度較低，易粉化，一般使用3300-3500小時 左右就必須篩分由后罐轉至前罐，不僅加大工作量，增強工人勞動強度，而且還耽誤正常的 生產時間。

【發明內容】

[0003] 本發明所要解決的技術問題是克服上述現有活性炭載體汞催化劑之不足，而提供 一種以孔徑> 8-9A、機械強度> 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工藝。
[0004] 本發明解決其技術問題所采取的技術方案為：這種高效零污染分子篩低汞催化 劑，它是以孔徑> 8-9Λ，機械強度> 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的鈉離子制成的。具體的生產工藝為：
[0005] 1、將分子篩載體移到耐高溫搪玻璃離子交換柱內，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的鈉離子進行 交換；
[0006] 2、將交換2次后的產物置于防腐高溫反應器內低溫（150°C )脫水，高溫（320°C ) 使氯化汞揮發回收待用。本次產物經測出汞含量后，視含量再作3-4次浸交和照本次處理 程序進行，直至汞含量達到所需數據為止。產品含水< 〇. 3%為準，所提供的高效零污染分 子篩低汞催化劑。
[0007] 本發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7-8%，具有如下 優點：1、生產中氯化汞溶液內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與 載體合為一體，在575°c才會被破壞，則汞的熱穩定性高，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，即使用時間可達4萬小時以上；2、由于汞在載體中的熱穩定性很高，熱解溫度是使 用溫度的3. 3倍之多，遠大于使用溫度，在用戶使用溫度170°C的范圍內汞不流失，杜絕了 汞在使用中的跑失而污染環境和進入產品而造成危害；3、分子篩載體機械強度比活性炭高 20%以上，因球狀顆粒比柱狀顆粒結構堅實、受壓強度高，不易粉化，在使用期中不需篩分 翻料，不需前后兩個轉化罐作業，只要一個反應罐就可完成現在設備的生產能力，即我國現 有的生產設備可多生產1倍以上的氯乙烯中間產品。
【具體實施方式】
[0008] 本發明實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， 機械強度為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 子與分子篩載體內的鈉離子進行5次交換作業所制成的。其生產工藝為：
[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，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均勻澆灑在分 子篩載體上反復循環浸交2小時，使氯化汞溶液中的汞離子與分子篩載體內的鈉離子進行 離子交換；
[0010] 2、將浸交后的產物濾去溶液后移至防腐耐高溫的電加熱鈦材制的反應罐內，先用 150°C電熱脫水；后升溫320°C清除分子篩中氯化汞經回收裝置搜集待用，并測出分子篩的 汞含量，視其汞含量數據按1、2方法重做4次，以達到分子篩含汞大于7%為準的高效零污 染分子篩低汞催化劑。本產品再經激化處理就達到使用要求所需之條件并獲得最佳效果。
[0011] 3、本發明實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，經錦 化集團使用檢測，各項指標均達到設計要求。
[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 測試驗為：
[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、一臺設備可以完成目前兩臺設備的生產能力，不存在分子篩轉罐；
[0016] 4、在大通量的情況下，仍有較高的活性和選擇性。
【主權項】
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，機械強度 > 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 中的鈉離子進行離子交換所制成的。2. -種生產權利要求1所述的高效零污染分子篩低汞催化劑的生產工藝，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，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循環2-3小時，使氯化汞溶液中的汞離子與分子篩 中的鈉離子達到更快、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物再置于防腐的高溫反應器內，先以電熱150°C脫水至產物 含水< 0. 3%，繼后升溫至320°C經2-3小時趕走分子篩中的氯化汞，并用高端的回收氯化 汞設備回收氯化汞待用； (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再 進行150°C脫水干燥續升溫至320°C進行2小時，再通過二次排盡氯化汞殘留物。視其含汞 量確定繼續按（1)、（2)、（3)重做3-5次以達到使用含量為準； (4) 本產品的載體以13X型分子篩為佳； (5) 將汞含量達標后的分子篩產物再經激化處理才能成為高效零污染分子篩低汞催化 劑產品。3. 根據權利要求2所述的生產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 置內以氯化汞水溶液的形式集中于防腐設備中補添新氯化汞調配成浸交所需指標重用。實 現同時使用和同時回收氯化汞新工藝，目的是減少生產高效零污染分子篩低汞催化劑對氯 化汞過高循環的需求量。
【專利摘要】一種高效零污染分子篩低汞催化劑，是以孔徑≥機械強度≥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的鈉離子制成的，含汞量達5～7％，具有以下優點：1、更換新的催化劑后不需要養護，不會因此而影響生產；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成為一體，汞的熱穩定性很高，是物理吸附的3.3倍，因而在同等使用條件下，催化能力是現有的活性炭載體汞催化劑的5倍之多，使用時間＞4萬小時；3、由于汞在載體中的熱穩定性很高，在用戶使用溫度170℃范圍內，汞不會流失，杜絕了汞在使用中因升華跑失而對環境的污染和進入產品對產品所造成的危害；4、載體機械強度高，不易粉化，在使用期中不需篩分轉罐，一般一個轉化罐就能具備我國現實的生產能力，即現實氯乙烯生產的設備可增大1倍的生產總量。
【IPC分類】C07C21/06, C07C17/08, B01J29/08
【公開號】CN105709795
【申請號】CN201410420917
【發明人】蔣太和
【申請人】蔣太和