一种制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂及方法与流程

本申请属于含氟含氯单体制备，涉及一种制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂及方法。

背景技术：

1、目前，ctfe生产工艺为cfc-113锌粉还原脱氯法，该法最早由edward g.locke等于1934年报道，并于1947年由e.a.belmore等实现工业化生产。cfc-113锌粉还原脱氯法以金属zn粉为还原剂，甲醇或乙醇作为反应介质，主要产物包括ctfe和zncl2。该工艺路线具有反应条件温和(80～110℃，0.6～1.2mpa)及生产工艺成熟和操作简单等优点，但也存在以下问题：生产设备庞大，间歇釜式操作，生产效率低；zn粉的使用量为理论量的1.3～1.5倍，消耗大量的甲醇或乙醇溶剂且难以回收，生产成本高；副产大量的氯化锌残渣，造成三废处理困难等问题。

2、针对zn粉还原脱氯法的诸多问题，相关学者提出了cfc-113气固相催化加氢脱氯制备ctfe的新工艺路线。该工艺是在气固相催化条件下，以h2代替zn粉与cfc-113反应，通过加氢脱氯反应使cfc-113中的两个cl原子以hcl分子的形式脱除的同时得到ctfe，该工艺路线具有工艺简单、可连续化生产等优点。但是，在生产过程中会产生大量强腐蚀性酸性气体hcl，不仅对生产设备的材质要求苛刻，而且副产的hcl的应用范围较窄。加之氯碱化工、氟化工等产业会产生大量的副产hcl，但这些涉氯行业对氯元素的利用率较低。综上，副产氯化氢的资源化循环利用一直是困扰上述行业绿色可持续发展的关键问题，因此将副产的hcl转化成高附加值的化学品具有重要意义。

技术实现思路

1、本申请提供了一种制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂及方法，所述方法以cfc-113、h2和c2h2为原料，通过cfc-113和c2h2联产制备ctfe和vcm。所述方法不仅避免副产物hcl的产生，而且能联产三氟氯乙烯和氯乙烯两种重要的化工单体，具有良好的工业应用前景。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括：

3、一种制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂，所述的催化剂包括载体，所述的载体上担载有活性组分、金属助剂和有机配体；

4、按占催化剂总量的质量百分比计：

5、所述的活性组分包括pd、au和ag中的至少一种，质量分数为0.1％～2％；

6、所述的金属助剂选自金属cu、k、mn、fe、ni、bi和sn中的至少一种，质量分数为0.5％～10％；

7、所述有机配体选自四丁基氯化鏻、四丁基溴化鏻、四丁基鏻四氟硼酸盐、四丁基鏻六氟磷酸盐、四丁基鏻醋酸盐、四丁基鏻硝酸盐、四苯基氯化鏻和四苯基溴化鏻中的至少一种，质量分数为2％～40％。

8、可选的，所述的活性组分质量分数为0.5％～1％，所述的金属助剂质量分数为1％～5％，所述有机配体的质量分数为5％～20％。

9、可选的，所述载体包括活性炭；

10、活性炭选自椰壳炭、木质炭、煤质炭中的至少一种，所述活性炭的比表面积大于700m2/g，孔容大于0.2cm3/g。

11、本发明任一项所述的制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂的方法，所述催化剂的制备方法如下：

12、将活性组分、金属助剂和有机配体通过浸渍的方法担载到所述催化剂载体上，即可得到所述催化剂。

13、可选的，湿法浸渍方法包括等体积浸渍和过量浸渍中的至少一种，在等体积浸渍的过程中，所述催化剂载体的质量与所述活性组分、金属助剂、有机配体的溶液的质量比为0.8～1.2。

14、可选的，在活性组分、金属助剂、有机配体的溶液中，溶剂可以为去离子水、无水甲醇和无水乙醇中的至少一种。

15、可选的，等体积浸渍或者过量浸渍在密闭条件下进行；

16、催化剂的制备方法如下：将所述催化剂载体放入活性组分、金属助剂、有机配体的溶液中，在20～80℃条件下浸渍8～24h。

17、一种制备三氟氯乙烯和氯乙烯的方法，所述方法以cfc-113、h2和c2h2为原料，本发明任一项所述的制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂为催化剂，联产制备ctfe和vcm；

18、所述原料的体积空速为60～1440h-1，反应的温度为120～240℃。

19、本发明产生的有益效果包括：

20、本申请所提供方法的优点在于不仅避免了副产物hcl的产生，而且能联产三氟氯乙烯和氯乙烯两种重要的化工单体，所提供的催化剂制备工艺简单，催化性能优异，具备实际应用潜力。

技术特征：

1.一种制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂，其特征在于，所述的催化剂包括载体，所述的载体上担载有活性组分、金属助剂和有机配体；

2.根据权利要求1所述的制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂，其特征在于，所述的活性组分质量分数为0.5％～1％，所述的金属助剂质量分数为1％～5％，所述有机配体的质量分数为5％～20％。

3.根据权利要求2所述的制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂，其特征在于，所述载体包括活性炭；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂的方法，其特征在于，所述催化剂的制备方法如下：

5.根据权利要求4所述的制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂的方法，其特征在于，湿法浸渍方法包括等体积浸渍和过量浸渍中的至少一种，在等体积浸渍的过程中，所述催化剂载体的质量与所述活性组分、金属助剂、有机配体的溶液的质量比为0.8～1.2。

6.根据权利要求4所述的制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂的方法，其特征在于，在活性组分、金属助剂、有机配体的溶液中，溶剂可以为去离子水、无水甲醇和无水乙醇中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂的方法，其特征在于，等体积浸渍或者过量浸渍在密闭条件下进行；

8.一种制备三氟氯乙烯和氯乙烯的方法，其特征在于，所述方法以cfc-113、h2和c2h2为原料，权利要求1-3中任一项所述的制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂为催化剂，联产制备ctfe和vcm；

技术总结本发明公开了一种制备三氟氯乙烯和氯乙烯的催化剂及方法，该方法以1，1，2‑三氟‑1，2，2‑三氯乙烷(CFC‑113)、氢气(H2)和乙炔(C2H2)为原料，通过CFC‑113的氢辅助脱氯反应制备CTFE并副产HCl，副产的HCl和乙炔发生加成反应制备VCM。催化剂包括活性组分、金属助剂、有机配体和催化剂载体，所述活性组分为Pd、Au和Ag中的至少一种，所述金属助剂选自金属Cu、K、Mn、Fe、Ni、Bi和Sn中的至少一种，所述有机配体为季鏻盐，所述催化剂载体为活性炭。本发明的优点在于不仅避免了副产物HCl的产生，而且能联产三氟氯乙烯和氯乙烯两种重要的化工单体。技术研发人员：吕剑,董兴宗,毛伟,马辉,赵锋伟,田松受保护的技术使用者：西安近代化学研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/4