一种提升使用过的YS银催化剂性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提升使用过的YS银催化剂性能的方法，属于银催化剂领域，通过在环氧乙烷生产工艺中改变工艺条件提升YS银催化剂性能的方法：通过调节温度，使用惰性气体对使用过的YS银催化剂进行一段时间的吹扫。此方法使得YS银催化剂的毒化程度降低，使用寿命增长，同时还可以显著提高银催化剂的选择性。

A method for improving the performance of used YS silver catalysts

The invention discloses a method for improving performance of a used YS silver catalyst, which belongs to the field of silver catalyst, by changing the process conditions in ethylene oxide production process to improve the performance of YS silver catalyst: by adjusting the temperature of the used YS silver catalyst for a period of time using an inert gas purge. This method reduces the toxicity of YS silver catalyst, increases the service life and improves the selectivity of the silver catalyst significantly.

【技术实现步骤摘要】
一种提升使用过的YS银催化剂性能的方法
本专利技术涉及银催化
，更具体地说，本专利技术涉及一种在环氧乙烷生产工艺中提升YS银催化剂性能的方法。
技术介绍
环氧乙烷作为乙烯的衍生单体是一种重要的有机化工产品。工业上常见的乙烯环氧化生产环氧乙烷的工艺为，含有乙烯和氧气等组分的原料气在银催化剂的作用下在一定反应条件下生产环氧乙烷，其中所使用的银催化剂的活性、选择性和稳定性是三个主要的催化剂性能指标，决定了反应的成本，对经济效益构成直接影响。活性是指催化剂所适用的时空产率或在一定时空产率下所需要的反应温度；所适用的时空产率越高，或者一定时空产率下所需要反应温度越低，银催化剂的活性就越高。选择性是指反应中乙烯转化成环氧乙烷的摩尔数和乙烯的总反应摩尔数之比。稳定性是指在一定的反应条件下催化剂活性和选择性的下降速率，下降速率越小催化剂的稳定性越好。在环氧乙烷的实际生产中，原料气乙烯和氧气等中通常含有部分杂质，这些杂质与作为抑制剂的有机氯化物等组分在反应过程中都会因吸附作用在具有多孔结构的银催化剂中积累，反应器中加入含氯抑制剂的目的是降低副反应的活性、提高环氧烷烃的选择性，由于内扩散不充分等原因当银催化剂表面积累过多的氯和其它杂质时，催化剂的活性和选择性都会下降。而反应中由于传热的不及时，银催化剂颗粒内往往积累了大量不能及时移出的反应热，使银粒逐渐聚集长大，导致活性物质挥发变性、面粘污、孔道堵塞与杂质的积累，负载组分的烧结和晶粒的长大等，这些都可能造成催化剂的性能下降。因为长期受热和暴露在化学气氛中，催化剂会发生一些物理和化学的变化，最终导致催化剂性能的降低或失活。因此，如何确保银催化剂的活性、选择性和稳定性一直是银催化领域研究的主要方向。常见的提升银催化剂性能的方法是通过改变配方的方式。WO1997036680介绍了在含铼环氧乙烷催化剂中加入选自硫、钼、钨、铬、磷、硼及其混合物作为铼的共促进剂对催化剂性能进行改善。US4766105中介绍了一种以碱金属、铼为助剂，并加入硫、钼、钨、铬及其混合物的共助剂的制环氧乙烷用银催化剂，提高了催化剂的性能。CN105327712采用有机含铼前驱体及使用二次浸渍的助剂加入方式，改善银催化剂的性能，提高了反应的活性和选择性。CN102553589用含钛化合物的溶液浸渍半成品氧化铝载体，并干燥焙烧，得到载体制成的催化剂显示出良好的活性和选择性。提高催化剂性能的方法除了以上在制备过程中改进的方式外，合理控制反应条件、引入合适的操作手段也是提高银催化剂性能的一种方式。CN102333767通过控制环氧乙烷反应器进料中的硫浓度，降低了毒化催化剂的氯化银的生成量，提高了催化剂寿命。CN103833678公开了一种控制干燥时间的环氧乙烷的合成工艺，提高了整个工艺的产品转化率。CN103833682公开了一种控制反应时间的环氧乙烷的合成工艺，提高了整个工艺的产品转化率。尽管上述专利文献采用不同的方法制备乙烯环氧化用银催化剂，但通过采用工艺方法对正在使用中的银催化剂进行性能调节这一手段相关的文献专利少有涉及。
技术实现思路
本专利技术的目的为在不引入杂质及方便工艺操作的基础上，专利技术一种在环氧乙烷生产工艺中提升YS银催化剂性能的方法，从而提高YS银催化剂使用过程中整体的平均选择性，延长YS银催化剂的使用寿命，以更加满足实际生产的需要。上述专利技术目的，是通过如下技术方案实现的：一种在环氧乙烷生产工艺中提升使用过的YS银催化剂性能的方法，其步骤为：(1)调节温度使正在进行的环氧乙烷生成反应停止；(2)在不用取出银催化剂或打开反应器的条件下，用不参与反应的惰性气体惰性气体代替原料气通入反应器，对YS银催化剂进行吹扫，吹扫过程结束时尾气成分检测只含有吹扫用的惰性气体；(3)将惰性气体换回原料气通入反应器，调节温度，使已停止的环氧乙烷生成反应得以重新进行。具体而言，本专利技术的选用的银催化剂为正在使用尚未失活的银催化剂(已使用0～24个月)，所述催化剂采用氧化铝负载型银催化剂，载体为多孔α-Al2O3，含银10～40wt％、铼0～1000ppm。反应气氛为乙烯浓度25.0～35.0mol％，氧气浓度6.0～8.0mol％，二氧化碳浓度0～3.0mol％，作为抑制剂的有机氯化物浓度，0.1-3.0ppmv，所述的有机氯化物可以是二氯乙烷、二氯甲烷、二氯乙烯等含氯烷烃或烯烃中的一种或几种，其余为致稳气氮气，杂质含量在0.5mol％以下。反应温度为180～250℃，反应压力1.5～3.0MPa；空速2000～20000h-1。本方法的目的通过下述的技术方案实现：a)将正在反应中的银催化剂的反应器温度降低到室温到150℃之间，因为温度达不到反应条件，反应停止；b)在不用取出银催化剂或打开反应器的条件下，用氮气或其它惰性气体代替原料气通入反应器，银催化剂吹扫，吹扫过程的时间在2～200小时，压力在0.5～3MPa，空速在200～20000h-1，吹扫过程结束时尾气成分检测只含有吹扫用的氮气或其它惰性气体；c)吹扫处理结束后，以1～3℃/min的升温速率调整反应器温度至反应温度，当反应器温度达到150～200℃之后开始通入含有乙烯、氧气、有机氯化物等反应组分的原料气。如上所述，本专利技术的上述方案中，原料气乙烯和氧气等中通常含有部分杂质，这些杂质与作为抑制剂的有机氯化物等组分在反应过程中都会因吸附作用在具有多孔结构的银催化剂中积累，反应器中加入含氯抑制剂的目的是降低副反应的活性、提高环氧烷烃的选择性，由于内扩散不充分等原因当银催化剂表面积累过多的氯和其它杂质时，催化剂的活性和选择性都会下降。而反应中由于传热的不及时，银催化剂颗粒内往往积累了大量不能及时移出的反应热，使银粒逐渐聚集长大，活性衰退。因此，本专利技术采用了气体吹扫清洁银催化剂表面，除去吸附在活性中心影响反应的物质，降温移除催化剂内部多余的热量，从而达到提高催化剂的反应性能的目的。如上所述，本专利技术所使用的银催化剂的载体可以是任何适用于银催化剂的多孔载体，可以用氧化铝、氧化硅等氧化物烧结而成，所述载体压碎强度30～250N/粒，优选60～200N/粒，比表面积0.5～5.0m2/g，优选1.0～2.5m2/g，孔容0.3～1.0ml/g，优选0.5～1.0ml/g。如上所述，本专利技术所使用的银催化剂可以通过溶液浸渍法制备，例如：将载体用含银化合物、有机胺、碱金属助剂、碱土金属助剂、任选的铼助剂及其共助剂的溶液浸渍，再经沥滤活化，制成银催化剂上述银催化剂制备中，浸渍液温度保持在30℃以下，所述的含银化合物为硝酸银、草酸银或两者的混合物，以银量计1～40wt％，优选10～30wt％。有机胺选自乙胺、乙二胺、正丙胺、1，3-丙二胺中的一种或多种，含量10～90wt％，这里胺类物质主要起络合剂的作用，起到促进溶质溶解的作用。碱金属助剂选自锂、钠、钾、铷、铯的可溶性盐类中的一种或多种，含量0～2000ppm，优选50～2000ppm。碱土金属助剂选自镁、钙、锶、钡的可溶性盐类中的一种或多种，含量0～8000ppm，优选50～8000ppm。铼助剂选自高铼酸钾、铼酸铵和高铼酸中的一种或多种，含量0～2000ppm，优选100～1000ppm。共助剂选自含硫、钼、钴、镍、铬的盐类或酸的形式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升使用过的YS银催化剂性能的方法，其步骤为：(1)将正在反应中的YS银催化剂的反应器温度降低到室温到150℃之间，使正在进行的环氧乙烷生成反应停止；(2)在不用取出YS银催化剂或打开反应器的条件下，用不参与反应的惰性气体代替原料气通入反应器，对银催化剂进行吹扫，吹扫过程的时间在2～200小时，吹扫过程的压力在0.5～3MPa，吹扫过程的空速在200～20000h

【技术特征摘要】
1.一种提升使用过的YS银催化剂性能的方法，其步骤为：(1)将正在反应中的YS银催化剂的反应器温度降低到室温到150℃之间，使正在进行的环氧乙烷生成反应停止；(2)在不用取出YS银催化剂或打开反应器的条件下，用不参与反应的惰性气体代替原料气通入反应器，对银催化剂进行吹扫，吹扫过程的时间在2～200小时，吹扫过程的压力在0.5～3MPa，吹扫过程的空速在200～20000h-1，吹扫过程结束时尾气成分检测只含有吹扫用的惰性气体；(3)吹扫处理结束后，以1～3℃/min的升温速率调整反应器温度至反应温度，当反应器温度达到150～200℃之后开始通入原料气，使已停止的环氧乙烷生成反应得以重新进行。2.根据权利要求1所述的提升使用过的YS银催化剂性能的方法，其特征在于：所述的YS银催化剂为氧化铝或氧化硅负载型银催化剂，载体为多孔α-Al2O3，含银10～40wt％、铼0～1000ppm，使用时间不超过24个月。3.根据权利要求2所述的提升使用过的YS银催化剂性能的方法，其特征在于：所述载体压碎强度为30～250N/粒，比表面积为0.5～5.0m2/g，孔容为0.3～1.0ml/g。4.根据权利要求3所述的提升使用过的YS银催化剂性能的方法，其特征在于：所述载体压碎强度为60～200N/粒，比表面积为1.0～2.5m2/g，孔容为0.5～1.0ml/g。5.根据权利要求1所述的提升使用过的YS银催化剂性能的方法，其特征在于：所述的制备环氧乙烷的原料气按...

【专利技术属性】
技术研发人员：许岩峰，李旻旭，李金兵，代武军，
申请(专利权)人：中国石化扬子石油化工有限公司，中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32