改进载体银催化剂功效的方法技术

在该法中，利用一种溶液在６０到２００℃的一个温度下浸渍处理载体银催化剂．该溶液是以氢氧化铯，饱和低脂肪族醇的铯盐或它们的混合物作为铯的化合物，以饱和较低脂肪醇和按重量计算０到２０％的水作为溶剂．结果将每千克催化剂１到１．０００Ｍｇ的铯施加到被处理的载体银催化剂上，这些载体银催化剂特别适用于由乙烯与氧气或空气的反应生产环氧乙烷．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，该催化剂是为了利用乙烯和氧或空气的反应生产环氧乙烷。载体银催化剂被用于利用乙烯和氧或空气的氧化作用生产环氧乙烷。关于乙烯的这种直接氧化作用的一般描述在科克-奥斯曼(Kirk-Other)化学工艺学百科全书，第九卷，432-471页，约汉维里，伦敦-纽约(John Wiley，London-Ny)，1980，的一书中可以找到。在这一反应中，使用的乙烯通常只有一部分转化为环氧乙烷和生成了一些不需要的付产物主要为二氧化碳和水。载体银催化剂的功效主要地由它的活性和选择性决定。选择性等于乙烯转化生成环氧乙烷的摩尔百分率;活性是用其它条件(比如，温度，压力，气流速度和催化剂数量)不变情况下，反应器出口处环氧乙烷的浓度确定，环氧乙烷的浓度愈高，活性愈高。换句话说，如果达到某一确定的环氧乙烷浓度需要的温度愈低，活性就愈高。由于原料价格的上涨和原料的供不应求，提高催化剂的选择性尤其具有重要的经济价值。近年来，在文献中对以下两种方法作了一般性地描述，利用这两种方法可以改进载体银催化剂的功效。一种方法是基于发展新型的催化剂。例如美国专利3，962，136描述了一种载体银催化剂，它是利用把一种助催化剂和银一起施加到氧化铝上得到的，即对每仟克催化剂施加0.0004到0.0027克当量的钾，铷和/或铯。如在铯的情况下，这意味着每仟克催化剂施加53到360mg的铯;另一种争取功效改进的载体银催化剂的方法是基于利用对其它成品催化剂进行后处理来改进其性能，特别是改进催化剂的选择性。这一类的方法曾由美国专利4，051，068;4，123，385;4，177，169;4，033，903;4，186，106;4，125，480;4，278，562和4，355，014公开。在这些方法中，用一种溶液浸渍被处理的催化剂，该溶液至少由一种铯和/或铷的化合物和一种溶剂组成，该溶剂是从饱和低脂肪族醇和水构成的一组溶剂中挑选的，以及把大约每仟克催化剂1到1，000mg的铯或铷作为助催化剂施加到载体材料(载体银催化剂)上去，然后将过剩的浸渍溶液(溶剂)与浸渍过的催化剂分离。在美国专利4，478，948上公开了这类方法的一种更新的流程。在该流程中，为了对每仟克催化剂施加1到1，000mg的铯和/或铷，用含有铯和或铷化合物的溶液(浸渍溶液)处理(浸渍)催化剂是在一个高的温度下进行(热浸渍)。关于在一些已知的制备和后处理载体银催化剂的方法中使用的铯和铷的化合物，上述所有刊印的公开物中都曾指出，铯和铷化合物的种类对选择性的改进并不重要，唯一的关键之点在于把某一确定数量的铯和/或铷，即每仟克载体材料施加大约1到1，000mg的铯和或/铷。曾经提到过作为可能的铯和铷的化合物包括大多数的各种无机盐和有机盐以及氢氧化物和氧化物。如若某化合物被认为是特别适用或比较适用的，这显然只与它们的实用性能有关。比如，价格的高低，可获得量的大小和制备浸渍溶液时它们在溶剂中的溶解度。现在，出乎意外地发现当浸渍溶液为下面的一种溶液时，可以使载体银催化剂的功效得到特别好的改进。该溶液由氢氧化铯、一种饱和较低级脂肪醇的铯盐或它们的一种混合物作为铯的化合物和作为溶剂的一种饱和低脂肪族醇加按重量计算为0到20%的水组成。而且这种后处理在一个高温下进行。出乎意料的是，本工艺条件所提到的许多铯和铷的化合物中用上述铯化合物，即氢氧化铯和铯的醇盐恰好可以得到一个比较高的选择性，尤其是，把这些特定的铯的化合物和热浸渍结合使用时，更是如此。应当指出，在本工艺条件下，就载体银催化剂的制备和后处理两方面而论，铯和铷化合物的种类尤其是化合物中阴离子的特性对于所希望的选择性的提高一点儿也不灵敏。本专利技术提出了。该催化剂是为了利用乙烯和氧或空气的反应生产环氧乙烷。在该法中用一种溶液浸渍催化剂，该溶液至少含有一种铯的化合物和一种由饱和低脂肪族醇和水组成的溶剂，为了对每仟克催化剂施加1到1，000mg的铯。浸渍在60到200℃的一个温度下进行，过剩的浸渍溶液和浸渍过的催化剂分离，这一方法包括使用一种浸渍溶液，此溶液由作为铯化合物的氢氧化铯、一种饱和低脂肪族醇的铯盐或它们的混合物和作为溶剂的一种饱和低脂肪族醇与按重量计算为0到20%的水组成(按相对于浸渍溶液重量计算的百分数，即铯化合物、水和醇的重量总和为100%)。在按照本专利技术叙述的方法中，使用一种浸渍溶液该溶液含有作为铯的化合物氢氧化铯和/或饱和低脂肪族醇的铯盐，最好是C1到C5醇盐，C1到C3醇盐尤为优良，即甲醇铯、乙醇铯、丙醇铯或异丙醇铯。浸渍液的溶剂由一种饱和低脂肪族醇最好是C1到C5醇，C1到C3醇尤为优良，即甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇;水的重量百分比为0到5%时最好。因而由甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇和按重量计算0到5%的水组成的溶剂最好。(按相对于溶剂重量计算的百分数，即按重量计算水和醇的重量总和为100%)醇补足可以有选择地改变水的量，而使总的量为100%)。根据本专利技术使用的浸渍溶液应含有作为铯的化合物氢氧化铯和/或铯的醇盐。这些铯化合物，如氢氧化铯或铯的醇盐适于用来制备浸渍溶液，它们溶于根据本专利技术使用的一种溶剂中。这类铯的化合物为氢氧化铯、铯的醇盐、氧化铯和金属铯，其中氢氧化铯和铯的醇盐最好。这些铯的化合物在上述醇中是可溶性的，为了促进它们的溶解，可以使用上面指定数量的水。为了方便起见，用作溶剂的醇和铯的醇盐中的醇是相同的，氢氧化铯可以是不含结晶水的化合物(Cs OH)，也可以是含结晶水的化合物(Cs OH xH2O，x＝水的分子数目)。氢氧化铯通常以Cs OH·H2O的形态存在。在根据本专利技术叙述的方法中，浸渍时的温度为60到200℃，最好是80到150℃。按照本专利技术，通过浸渍处理载体银催化剂时，每仟克催化剂应加上1到1，000mg的铯，最好是每仟克催化剂施加50到500mg的铯。制备浸渍溶液的细节、载体银催化剂的浸渍和过剩浸渍溶液与浸渍过催化剂的分离操作本质上为一些已知的操作步骤，例如在上面引用的刊行的公开物中都有广泛地描述。浸渍溶液中铯化合物的浓度可以在一个很宽的范围内变动，仅有一点是重要的，那就是上面曾指出过的铯的数量，即根据本专利技术的浸渍方法在处理过的载体银催化剂上沉积每仟克催化剂1到1，000mg的铯，最好是50到500mg的铯。优先挑选的浸渍溶液由下述组分组成(a)甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇(b)按重量计算0到20%的水，最好是按重量计算0到5%的水(c)根据使用铯化合物的具体形式，按重量计算0.005到0.2%的铯，最好是0.01到0.1%的铯(按相对于浸渍溶液重量计算的百分数，比如，按铯的重量计算的0.005到0.2%和0.01到0.1%分别相当于按Cs OH·H2O重量计算的0.006到0.24%和0.012到0.12%)。浸渍溶液的数量通常是这样选定的，即相对于被浸渍载体银催化剂的体积要有过量的浸渍溶液存在，通常浸渍溶液的体积为被浸渍催化剂体积的0.5到3倍，最好为1到2倍。浸渍时间，即催化剂和浸渍溶液相互保持接触的时间，显然必须选取合适使需要数量的铯(铯的化合物)得以施加到催化剂(载体)上。浸渍时间主要地由浸渍溶液中铯(铯的化合物)的浓度和被浸渍催化剂载体材料的特性决定，通常为1到15小时，最好是3到10小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进用于利用乙烯的氧气或空气的反应生产环氧乙烷的载体银催化剂功效的方法，在该方法中用至少含有一种铯化合物和一种溶剂的溶液浸渍催化剂，溶剂是选自由饱和较低脂肪醇和水组成的一组溶剂，为了对每仟克催化剂施加１到１，０００ｍｇ的铯，浸渍在６０到２００°Ｃ的一个温度下进行，过剩的浸渍溶液与浸渍过的催化剂分离，其特征在于该方法包括使用这样一种浸渍溶液，该浸渍溶液由两种成分组成：作为铯化合物的氢氧化铯、饱和较低脂肪醇的一种铯盐或它们的一种混合物和作为溶剂的饱和较低脂肪族醇及按重量计算０到２０％的水。

【技术特征摘要】
1.一种改进用于利用乙烯的氧气或空气的反应生产环氧乙烷的载体银催化剂功效的方法，在该方法中用至少含有一种铯化合物和一种溶剂的溶液浸渍催化剂，溶剂是选自由饱和较低脂肪醇和水组成的一组溶剂，为了对每仟克催化剂施加1到1，000mg的铯，浸渍在60到200℃的一个温度下进行，过剩的浸渍溶液与浸渍过的催化剂分离，其特征在于该方法包括使用这样一种浸渍溶液，该浸渍溶液由两种成分组成作为铯化合物的氢氧化铯、饱和较低脂肪醇的一种铯盐或它们的一种混合物和作为溶剂的饱和较低脂肪族醇及按重量计算0到20%的水。2.按照权利要求1中的方法包括使用一种浸渍溶液，在该浸渍溶液中，溶剂的饱和较低脂肪醇是甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇。3.按照权利要求1中的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：西格福里德，里布斯达特，西格蒙德梅尔，约瑟夫阿尔弗兰塞德，赫伯特克里克伊吴沙费尔豪夫，
申请(专利权)人：赫彻斯特股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]