一种气相裂解三氯乙烷制备顺式二氯乙烯的镁基催化剂的原位活化和评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种气相裂解三氯乙烷制备顺式二氯乙烯的镁基催化剂的原位活化 和评价方法。
【背景技术】
[0002] 气相催化裂解1，1，2-三氯乙烷（简称三氯乙烷，TCE)，会生成三种不同的异构体 产物，即1，1_二氯乙烯，反式1，2-二氯乙烯，顺式1，2-二氯乙烯（简称顺二氯乙烯）。这 些异构体产物有很高的工业价值，如1，1-二氯乙烯是食品包装，制冷剂等化工原料，顺式 1，2-二氯乙烯用于萃取剂，冷冻剂等领域。
[0003] 1，1，2-三氯乙烷脱HCl裂解的难点是控制反应过程，得到单一产物。目前研 宄较多的是合成1，1-二氯乙烯，但对单向合成顺式1，2-二氯乙烯的研宄较少，不利于 1，1，2-三氯乙烷裂解产物的市场多样化发展。
[0004] 本研发课题组提供了一种镁基催化剂的组成和制备方法，使得气相催化裂解 1，1，2-三氯乙烷可以定向生成顺式1，2-二氯乙烯。本发明主要涉及一种镁基催化剂的活 化处理，以及其用于1，1，2-三氯乙烷气相催化裂解的评价方法，实现高效率定向生成的顺 式1，2-二氯乙烯，为1，1，2-三氯乙烷裂解产物的市场多样化提供了依据。
【发明内容】
[0005] 本发明的意义是公开一种用于气相催化裂解1，1，2-三氯乙烷制备顺式1，2-二氯 乙烯的镁基催化剂的原位活化技术和评价方法，使得1，1，2-三氯乙烷脱氯化氢定向生成 顺式1，2-二氯乙烯，实现三氯乙烷裂解产品的多样化，适应市场变化需求。
[0006] 本发明针对现有技术的不足之处，提供一种气相裂解三氯乙烷制备顺式二氯乙烯 的镁基催化剂的原位活化和评价方法，通过优化镁基催化剂的活化条件和1，1，2-三氯乙 烷裂解反应条件，得到1，1，2-三氯乙烷转化率达96%以上，顺式1，2-二氯乙烯选择性达 94%以上，具有很好的工业应用前景，为三氯乙烷裂解产品的市场多样化提供工业化依据。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种气相裂解三氯乙烷制备顺式二氯乙烯的镁基催化剂的原位活化和评价方法， 其特征在于包括如下步骤：
[0009] 1)镁基催化剂的装填
[0010] a、镁基催化剂，包括载体和载体上的活性组分，载体为二氧化硅、活性炭和硅铝分 子筛中的一种或两种；活性成分为硝酸镁、氯化镁、氢氧化镁和碳酸镁中的一种或两种；载 体上活性组分的负载量为1%~35%，以中心元素镁的含量为基准，负载量的计算公式= 单质Mg的质量+ (单质Mg的质量+载体质量）；
[0011] b、用分析天平称取镁基催化剂，然后称取石英砂，将石英砂作为催化剂稀释剂和 缓冲剂；
[0012] c、将上述镁基催化剂和石英砂充分混合均匀，然后装入反应管中，得到固定床反 应器中的催化剂床层；
[0013] d、将热电偶插入上述催化剂床层中，监测反应过程中的温度，并进行记录；
[0014] 2)催化剂原位活化处理
[0015] a、原位活化处理气氛：在进行气相催化裂解1，1，2-三氯乙烷反应之前，对镁基催 化剂进行原位活化处理，活化处理气氛为氮气、空气或氧气中的一种；
[0016] b、反应空速：在进行气相催化裂解1，1，2-三氯乙烷反应评价时，所涉及的反应空 速范围为5000~90001Γ1;
[0017] c、原位活化处理温度：在进行气相催化裂解1，1，2-三氯乙烷反应之前，对镁基催 化剂进行活化处理，活化处理温度为300~500°C ;
[0018] d、反应温度：在进行气相催化裂解1，1，2-三氯乙烷反应评价时，所涉及的反应温 度范围为300~400°C ;
[0019] 3)裂解反应评价
[0020] a、待上述镁基催化剂进行原位活化处理后，不从固定床反应器中拆卸，将催化剂 直接用于1，1，2-三氯乙烷热裂解反应；
[0021] b、将催化剂床层温度降低到反应温度，反应温度为300~400°C ;
[0022] c、在常温下采用N2将反应原料1，1，2-三氯乙烷带入装有镁基催化剂的催化剂床 层中；
[0023] d、控制反应总空速为5000~ΘΟΟΟΙΓ1的条件下，进行气固裂解反应；
[0024] e、用气相色谱仪（Agilent公司6850)分析气相产物和气相产物，用火焰离子检测 器进行检测。
[0025] 优选的，步骤2)中过程a的处理气氛为N2，过程b的空速为70001Γ 1，过程c的活 化处理温度为400°C，过程d的反应温度为350°C时1，1，2_三氯乙烷的气固裂解反应最佳， 同时使催化剂的活性达到最佳。
[0026] 本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
[0027] 本发明通过优化镁基催化剂的活化处理条件和1，1，2-三氯乙烷的裂解反应条 件，得到1，1，2-三氯乙烷的转化率达到96%以上，顺式1，2-二氯乙烯的选择性达到94% 以上，具有很好的工业应用前景，同时为三氯乙烷裂解产品的市场多样化提供了工业化依 据。
【具体实施方式】
[0028] 本发明一种气相裂解三氯乙烷制备顺式二氯乙烯的镁基催化剂的原位活化和评 价方法，包括如下步骤：
[0029] 1)镁基催化剂的装填
[0030] a、镁基催化剂，包括载体和载体上的活性组分，载体为二氧化硅、活性炭和硅铝分 子筛中的一种或两种；活性成分为硝酸镁、氯化镁、氢氧化镁和碳酸镁中的一种或两种；载 体上活性组分的负载量为1%~35%，以中心元素镁的含量为基准，负载量的计算公式= 单质Mg的质量+ (单质Mg的质量+载体质量）；
[0031] b、用分析天平称取镁基催化剂，然后称取石英砂，将石英砂作为催化剂稀释剂和 缓冲剂；
[0032] c、将上述镁基催化剂和石英砂充分混合均匀，然后装入反应管中，得到固定床反 应器中的催化剂床层；
[0033] d、将热电偶插入上述催化剂床层中，监测反应过程中的温度，并进行记录；
[0034] 2)催化剂原位活化处理
[0035] a、不同原位活化处理气氛：在进行气相催化裂解1，1，2-三氯乙烷反应之前，对镁 基催化剂进行原位活化处理，活化处理气氛为氮气、空气或氧气中的一种，优选处理气氛为 N2;
[0036] b、不同反应空速：在进行气相催化裂解1，1，2-三氯乙烧反应评价时，所涉及的反 应空速范围为5000~ΘΟΟΟΙΓ 1，优选反应空速为70001^;
[0037] c、不同原位活化处理温度：在进行气相催化裂解1，1，2-三氯乙烷反应之前，对镁 基催化剂进行活化处理，活化处理温度为300~500°C，优选活化处理温度为400°C ;
[0038] d、不同反应温度：在进行气相催化裂解1，1，2-三氯乙烷反应评价时，所涉及的反 应温度范围为300~400°C，优选反应温度为350°C ;
[0039] 3)裂解反应评价
[0040] a、待上述镁基催化剂进行原位活化处理后，不从固定床反应器中拆卸，将催化剂 直接用于1，1，2-三氯乙烷热裂解反应；
[0041] b、将催化剂床层温度降低到反应温度，反应温度为300~400°C ;
[0042] c、在常温下采用N2将反应原料1，1，2-三氯乙烷带入装有镁基催化剂的催化剂床 层中；
[0043] d、控制反应总空速为5000~900(^1的条件下，进行气固裂解反应；
[0044] e、用气相色谱仪（Agilent公司6850)分析气相产物和气相产物，用火焰离子检测 器进行检测。
[0045] 实施例1
[0046] 在微型固定床反应器上进行镁基催化剂的活化处理和气固裂解反应。称取0. 3g 镁基催化剂，加入石英砂稀释至〇. 5mL，充分混合后装入反应管（石英管，内径为8mm)中，将 热电偶插入催化剂床层中测量温度。（1)催化剂活化处理：以氮气为活化气氛，将催化剂床 层以5°C /min的速率升至400°C，进行活化处理（90min)。（2)裂解反应评价：常温下采用 N2将反应原料1，1，2-三氯乙烷带入催化剂床层，反应空速为70001^，反应温度为350 °C，用 气相色谱（Agilent公司6850)分析反应产物，火焰离子检测器（FID)检测。催化剂活性评 价见表1。
[0047] 实施例2
[0048] 在微型固定床反应器上进行镁基催化剂的活化处理和气固裂解反应。称取0. 3g 镁基催化剂，加入石英砂稀释至〇. 5mL，充分混合后装入反应管（石英管，内径为8mm)中，将 热电偶插入催化剂床层中测量温度。（1)催化剂活化处理：以空气为活化气氛，将催化剂床 层以5°C /min的速率升至400°C，进行活化处理（9