乙炔氢氯化反应新工艺及动力学研究

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随着人类环保意识日益增强,对环境保护的要求日益提高。这就要求化工生产过程大力发展“环境友好工艺”。汞触媒催化乙炔氢氯化工艺由于存在对环境的污染问题,正亟待开发新的催化工艺。本论文采用浸渍法制备了新型非汞催化剂AHC-1,考察其用于乙炔氢氯化反应制氯乙烯的催化性能,并对反应条件进行优化。   首先,考察了预处理方法、反应气氛、温度、空速及反应物配比对催化性能的影响。结果表明:氯化氢处理有利于催化剂保持高活性;乙炔处理导致催化剂活性降低。为使催化剂达到较高的催化活性,反应温度应不低于130℃,进料摩尔比HCl/C2H2在1.1~1.2范围内,乙炔空速在60h-1左右。在上述反应条件下,乙炔转化率和氯乙烯选择性均大于99%。   其次,根据Langmuir吸附模型和动力学试验数据建立了AHC-1催化乙炔氢氯化反应的动力学方程:(-rA)=kKApApH/(1+KApA十KVCpVC)。其中,k-1.287×1010 exp(-8.305×104/RT);KA=2.280×10-12 exp(9.661×104/RT);KVC=4.949×10-7 exp(6.306×104/RT)。并采用拟均相二维模型对固定床反应器进行了模拟分析,对操作条件进行进一步的优化。   最后,在反应温度170℃,乙炔空速55h-1,进料摩尔比HCl/C2H2=1.15的反应条件下,对AHC-1催化剂进行了寿命考察。720小时内,催化活性无明显下降,乙炔转化率和氯乙烯选择性均在99%以上,具有优良的催化活性和稳定性。
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