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专利号: 2019109405082
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种环境友好型乙炔氢氯化催化剂,其特征在于,按如下方法制备得到:(1)将氮化载体分散在溶剂中,然后加入二甲基二氯硅烷、三乙胺,在惰性气体保护、50~80℃的条件下搅拌3~5h,之后过滤、洗涤、烘干,得到固体产物;

所述氮化载体为氮化锆、氮化硅、氮化钛、氮化钨中的一种或两种以上任意比例的混合物;

所述氮化载体与二甲基二氯硅烷、三乙胺的质量比为100:1~6:1~10;

(2)将离子液体溶于溶剂中,搅拌均匀,然后加入步骤(1)所得固体产物,浸渍2~10h,之后烘干,得到离子液体负载的固体产物;

所述离子液体与氮化载体的质量比为1~20:100;

所述离子液体选自如下式(I)~式(V)中的一种或两种以上任意比例的混合物;

式(I)中,

R1为H、CH3或C2H5;

R2为CnH2n+1,n为整数且1≤n≤14;

R3为CkH2k+1,k为整数且1≤k≤4;

X为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根或四氟硼酸根;

式(II)中,

R1、R2、R3、R4各自独立为CnH2n+1,n为整数且1≤n≤6;

X为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根或四氟硼酸根;

式(III)中,

R1、R2、R3、R4各自独立为CnH2n+1,n为整数且1≤n≤6;

X为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根或四氟硼酸根;

式(IV)中,

R1、R2各自独立为CnH2n+1,n为整数且1≤n≤6;

R3为CnH2n+1、硫或氧原子,n为整数且1≤n≤6;

X为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根或四氟硼酸根;

式(V)中,

R1、R2各自独立为CnH2n+1,n为整数且1≤n≤6;

R3为CnH2n+1、硫或氧原子,n为整数且1≤n≤6;

X为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根或四氟硼酸根;

或者,所述离子液体选自如下之一:

1‑己基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐和N‑甲基吡咯烷酮盐酸盐质量比1:4的混合物;

1‑乙基‑2,3‑二甲基咪唑四氟磷酸盐和三苯基甲基溴化膦质量比2:1的混合物;

三苯基丁基膦双三氟甲磺酰亚胺盐和三苯基甲基溴化膦质量比1:1的混合物;

三苯基乙基膦双三氟甲磺酰亚胺盐和N‑戊基‑乙基哌啶氯盐质量比1:1的混合物;

(3)将金属活性组分与金属助剂溶于溶剂,搅拌均匀,然后加入步骤(2)所得离子液体负载的固体产物,在外加静态电场中浸渍2~4h,之后烘干,备用;

所述金属活性组分所含金属元素与氮化载体的质量比为0.05~20:100,所述金属助剂与金属活性组分中的金属元素的质量比为0.01~10:1;

所述金属活性组分记作MX,所述金属助剂记作M'X';其中,M、M'为金属阳离子,M选自金、钌、铑、铜中的一种或多种混合,M'选自Li、Na、K、Al、Zn、Ca、Zr、Ba、Fe、Co中的一种或多种;X、X'为非金属阴离子,各自独立选自硝酸根、硫酸根、氯、溴、双氰胺根、硫代硫酸根、亚硫酸根、磷酸根、焦磷酸根中的一种或多种混合;

(4)将步骤(3)所得产物分散于溶剂和二甲基二氯硅烷的混合溶液中,然后置于旋转混合仪上40~60℃旋转处理8~14h,随后在外加静态电场中浸渍2~4h,并在特定气氛下烘干,得到催化剂成品;

所述溶剂和二甲基二氯硅烷的混合溶液中,溶剂与二甲基二氯硅烷的比例为50~100:

1(mL:g);

所述特定气氛选自氮气、氩气、空气、氧气、氢气、乙炔、氯化氢、甲烷、氯气中的一种或几种混合。

2.如权利要求1所述的环境友好型乙炔氢氯化催化剂,其特征在于,步骤(1)中,所述溶剂为甲苯、N,N‑二甲基甲酰胺、N‑烷基吡咯烷酮、二氯亚砜、丙酮中的一种或两种以上任意比例的混合溶剂,步骤(2)、(3)、(4)中用到的溶剂与步骤(1)中的相同。

3.如权利要求1所述的环境友好型乙炔氢氯化催化剂,其特征在于,步骤(1)中,溶剂的体积用量以氮化载体的质量计为4~20mL/g。

4.如权利要求1所述的环境友好型乙炔氢氯化催化剂,其特征在于,步骤(2)中,所述离子液体选自如下之一:

1‑辛基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐和1‑丙基‑3‑丁基咪唑四氟硼酸盐质量比2:3的混合物;

1‑己基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐和N‑甲基吡咯烷酮盐酸盐质量比1:4的混合物;

1‑乙基‑2,3‑二甲基咪唑四氟磷酸盐和三苯基甲基溴化膦质量比2:1的混合物;

三苯基丁基膦双三氟甲磺酰亚胺盐和三苯基甲基溴化膦质量比1:1的混合物;

三苯基乙基膦双三氟甲磺酰亚胺盐和N‑戊基‑乙基哌啶氯盐质量比1:1的混合物;

1‑丁基‑2,3‑二甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐和1‑丙基‑2,3‑二甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐质量比1:1的混合物。

5.如权利要求1所述的环境友好型乙炔氢氯化催化剂,其特征在于,步骤(2)中,溶剂的体积用量以离子液体的质量计为5~100mL/g。

6.如权利要求1所述的环境友好型乙炔氢氯化催化剂,其特征在于,步骤(3)中,溶剂的体积用量以金属活性组分的质量计为0.5~10mL/g。

7.如权利要求1所述的环境友好型乙炔氢氯化催化剂,其特征在于,步骤(4)中,溶剂和二甲基二氯硅烷的混合溶液的体积用量以步骤(3)所得产物的质量计为20~60mL/g。

8.如权利要求1所述的环境友好型乙炔氢氯化催化剂,其特征在于,步骤(3)或(4)中,所述外加静态电场电压为0.2~4kV。

9.如权利要求1所述的环境友好型乙炔氢氯化催化剂在电石法合成氯乙烯的反应中的应用。

10.如权利要求9所述的应用,其特征在于,所述应用的方法为:在固定床反应器内,装入制备好的催化剂,反应温度为100~200℃,反应压力0.1~

0.5MPa,通入原料气体HCl、C2H2,即可反应获得氯乙烯;

所述原料气体HCl、C2H2物质的量之比n(HCl)/n(C2H2)=0.9~1.2/1;乙炔体积空速10~‑1

100h 。