活性炭负载CaCl2催化五氯乙烷脱HCl的研究.pdf

王智春等:活性炭负载CaCl2催化五氯乙烷脱HCI的研究
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活性炭负载CaCl2催化五氯乙烷脱HCI的研究
王智春',陈胜洲',陈汉伦,谢文健
1.广州大学化学化工学院,广东广州51006;2.江苏理文化工有限公司,江苏常熟215500)
摘要:筛选出了催化性能较好的活性炭负載氟化外,其它厂家均采用 wacher法生产。鉴于光催化氯化
钙(CaCl2/AC)催化剂用于五氯乙烷脱HCl制备四二氯乙烷法的优点,同时二氯乙烷是电石法生产氯乙
乙烯。考察了反应温度、空速、CaCl2负載量对CaCl2/烯的副产物,采用光催化氯化二氯乙烷法联产三、四氯
AC催化剂催化性能的影响及催化剂的稳定性。实验乙烯是氯碱工业的较优之选。因此,二氯乙烷合成
结果表明最佳反应条件:反应温度为240℃,空速为PCA催化脱除HCI的工艺研究就尤为重要,而要成功
3.4h-1,CaCl2负載量为0.3mmol/g,在此反应条件下开发此工艺,高活性固体催化剂的研制是关键,直接关
五氯乙烷的转化率可达99%以上,四氯乙媂的收率达系到新工艺开发的成功与否。
95%以上,催化剂催化性能重现性良好。采用X射线
Javiera Cervini- Silva等7的以Fe、含Fe蒙脱石
衍射(XRD)、氩气吸附-脱附对催化剂进行了表征。结(Swa-1)、含还原价态Fe(被微生物MR-R还原)蒙脱
果表明CaCl2在活性炭表面分散良好;随着CaCl2负石为催化剂,研究了PCA催化脱HCI生成PCE的反
载量的增加,CaCl2/AC催化剂的BET比表面及孔容应,在实验条件下,PCA最高转化率为80%,催化剂活
逐渐减小。
性随着反应的进行下降很快。赵红坤等研究了氯代
关键词:活性炭;五氯乙烷;四氯乙烯;脱HCl
烷烃气相催化脱HCl制备氯代烯烃的催化剂及其制
中图分类号:TN104.
文献标识码:A备方法,以碱土金属硫酸盐为活性组分,以高温处理过
文章编号:1001-9731(2012)07-0839-04
的活性炭(煤质或木质)为载体制备催化剂,此催化剂
1引言
针对1,1,2,2-四氯乙烷和1,1,2-三氯乙烷气相催化脱
HC1,对PCA脱HC活性不高。因此,活性高、稳定
四氯乙烯( perchloroethylene,PCE)又名过氯乙性好的PCA脱除HCI固体催化剂仍有待研究开发
烯、全氯乙烯,其结构式为:Cl2C=CCl2。由于自身本文以活性炭为载体,采用浸渍法制备了一系列负载
的优点,PCE是一种用途广泛的有机氯溶剂,主要用型催化剂,以PCA为原料,催化脱除H制备PCE。
作有机溶剂、干洗剂、金属脱脂剂,脱硫剂等2。约有考察了不同活性组分对催化剂催化活性的影响,重点
80%的PCE用作干洗剂3,用PCE清洗织物后,手感考察了活性炭负载氯化钙(CaCl2/AC)催化剂的催化
舒适、柔软、光亮,而且无昇味、不褪色、不走样、不损伤活性。
料子及有机玻璃纽扣。另外,PCE还可用作脂肪类萃
取剂以及消耗臭氧层物质(ODS)替代物R125的主要
实验
生产原料。
主要仪器与试剂
PCE的生产方法6主要有乙炔法( wacher法)、
安捷伦6820型气相色谱仪,山东省龙口市先科仪
氧氯化法(PPG法)、乙烯氯化法( vinylene法)、光催器公司开启式管式电阻炉,大连依利特分析仪器有限
化氯化二氯乙烷法等。 wacher法生产PCE,虽然工艺公司P230高压恒流泵。
比较成熟,投资省,控制简单,但生产成本较高,毒性
PCA:分析纯,天津市华东试剂厂;氯化锌、氯化
大,三废处理麻烦,已逐渐被其它生产方法代替。PPG钴、氯化铬、氯化镍、氯化钙:分析纯,广州试剂厂
法从原料来源、副产品HCl的利用及生产成本来看最2.2催化剂的制备
优越,但PPG法技术难度大,不易掌握。 vinylene法
采用浸渍法制备催化剂,称取适量活性组分溶于
用乙烯作原料,工艺先进,但成本较高,工艺流程长,难适量蒸馏水中,加入一定量的用沸腾去离子水处理过
以实现工业化。光催化氯化二氯乙烷法以二氯乙烷、的活性炭,常温浸渍6h,于烘箱中120℃于燥10h,取
氯气为原料,采用特殊光源催化氯化生成四氯乙烷和出密封保存备用。
五氯乙烷(PCA),脱HCI后联产三、四氯乙烯,此法清2.3催化脱HCI反应及产物分析
洁,几乎不产生三废,可调节三、四氯乙烯的产出比例,
PCA催化脱HCI制PCE反应在固定床反应器中
产品纯度高,国内除个别厂家采用此法副产少量PCE进行,微量泵连续进料,反应器内径为8mm,反应温度
*基金项目:国家自然科学基金资助项目(21076048)
收到初稿日期:2011-09-23
收到修改稿日期:2011-10-31
通讯作者;陈胜洲
作者简介:王智春(1984一),男,江西鄱阳人,硕士,师承陈胜洲教授,从事多相催化研究