纳米低汞触媒工业化应用分析

2018-07-27李武斌皇甫玉琦

中国氯碱 2018年6期

李武斌，张彬，皇甫玉琦

（贵州重力科技环保有限公司，贵州铜仁 554300）

1 工业化实验

1.1 纳米低汞触媒的制备原理

传统的低汞触媒生产过程中，采用浸渍－烘干法，即用主催化成分氯化汞、助催化成分、固汞剂的混合溶液浸渍载体活性炭后烘干生产的。氯化汞分子间由于范德华作用力，以分子团的形式吸附在活性炭表面，处于分子团表层的氯化汞分子未与活性炭吸附，导致部分氯化汞分子无法起到催化作用，且吸附不均匀、分子团堆积的缺点，在实际参加反应过程中，造成表层氯化汞分子大量升华流失，催化转化率低。纳米低汞触媒在生产过程中，采用特殊工艺将分子团破碎为小分子，其粒径在5 nm左右，有效增加了催化活性点位，提高了催化活性组分的分散度，提高了催化转化效果。

1.2 纳米低汞触媒的使用性能评价

纳米低汞触媒应用于德州实华化工有限公司，公司PVC设计产能30万t/a，共计2条线，转化器共84台，单台转化器容积9.3 m3，装触媒列管Ø45×3，热电偶列管Ø76×4，共2条线，每条线42台转化器，前后台比例1∶1；乙炔总流量13500 m3/h。按照流量计计算乙炔平均空间流速18 m3/h，乙炔纯度≥98.5%；乙炔发生方式为湿法乙炔，乙炔除杂方式次氯酸钠除杂；氯化氢纯度≥93%，氯化氢流量15000 m3/h；预热器温度90℃，转化器连接方式为大串联，冷却方式为水冷。

2 结果与讨论

2.1 XRD表征与分析

图1为载体活性炭和负载催化活性组分的纳米低汞触媒的XRD对比图谱，其中a为载体活性炭，b为负载催化活性组分的纳米低汞触媒，由图可以看出，除在2θ为24.5和43.3分别出现了两个非晶态衍射峰，结果中并未出现其他组分的特征峰，说明催化组分在载体活性炭上分布均匀，分散度较高。

图1 载体与纳米低汞触媒的XRD对比图谱

图2 纳米低汞触媒的TEM图谱

2.2 TEM表征与分析

图2为纳米低汞触媒TEM谱图，图中未观察到细小颗粒或团簇状的催化活性组分，说明催化活性组分在载体表面分散较好，载体活性炭与活性组分均以非晶态形态存在。

2.3 纳米低汞触媒的使用性能分析

纳米型低汞触媒在某公司前后台使用的数据分别见图3和图4所示。纳米型低汞触媒于2016年8月8日投入后台使用，当乙炔含量达到0.98时，翻倒到前台使用，后台使用时间为3792 h；至2018年2月27日，前台出乙炔含量达到26.06%时，触媒使用寿命结束。前台使用时间9840 h，前后台使用时间共计13632 h。后台使用过程中，有不连续10天内乙炔含量在1%～1.4%区间内波动，其余时间内，乙炔含量均＜1%，前台使用过程中，随着使用时间的延长，乙炔含量总体呈现上升趋势。