负载型催化剂的制造及应用制造技术

能够缩短可用于由低级烯烃和氧制造低级脂族羧酸的负载型催化剂的制造步骤的负载型催化剂，其与现有技术的负载型催化剂相比，可以在低级脂族羧酸的制造过程中抑制二氧化碳（ＣＯ↓［２］）气体副产物的生成。在载体上加载含有至少一种选自元素周期表第８、９和１０族元素的元素的化合物，然后在该混合物的还原处理之前，用碱性物质进行碱处理，并加载含有至少一种选自镓、铟、铊、锗、锡、铅、磷、砷、锑、铋、硫、硒、碲和钋的元素的化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及负载型催化剂的制造及应用。特别地，本专利技术涉及能够工业上有利地由氧和低级烯烃(例如乙烯)在气相中制造低级脂族羧酸(例如乙酸)的负载型催化剂的制造和应用。
技术介绍
由于它们在工业生产和经济性方面的许多优点，已经提出了一些由乙烯单级制造乙酸的方法。例如，已经公开了使用金属离子对氧化-还原催化剂(例如钯-钴和钯-铁)的液相单级氧化法(法国专利1448361)、使用包含磷酸钯或含硫的改性剂的催化剂的方法(日本未审专利公开47-013221，日本未审专利公开51-029425)和使用族III氧化物化合物的气相单级氧化法(日本未审专利公开46-006763)。作为使用包含钯化合物和杂多酸的催化剂的乙酸制造法，还提出了使用由磷钒钼酸钯构成的催化剂的气相单级氧化法(日本未审专利公开54-57488)。最近，已经提出了用于由乙烯和氧制备乙酸的催化剂，其是负载在载体上的包含金属钯和元素周期表第14、15或16族元素的催化剂(日本未审专利公开11-106358)。通过下列步骤制备这些催化剂 步骤1在载体上加载含钯化合物的步骤。步骤2对含钯化合物进行还原处理以转化成金属钯的步骤。步骤3碱处理步骤。步骤4加载第14、15或16族元素的步骤。蛋壳型催化剂被认为对这种负载型催化剂最有利。蛋壳型催化剂是指钯在载体上的负载位置位于载体外部。由于反应基质不容易扩散到催化剂载体内部，因此，负载在载体内部的金属组分与反应基质接触的可能性较低，并且极少参与反应。在蛋壳型催化剂中，金属组分更充足地位于载体表面上，因此反应效率高于金属组分量相同的普通类型。蛋壳型钯催化剂可以通过包括用硅酸钠等进行碱处理步骤的已知制造方法获得(日本未审专利公开7-89896)。此外，日本未审专利公开2000-308830公开了一种制造蛋壳型钯负载催化剂的方法，其包括用氢氧化钡之类的碱土金属盐进行处理的步骤。日本未审专利公开11-106358和其它文献公开的乙酸生产用催化剂的制造方法包括碱处理步骤以优先使钯之类的金属组分分布在载体表面(蛋壳)上。通过相同方法获得的催化剂具有高催化活性，但是催化剂改性步骤较长，并且催化剂会在反应过程中劣化。因此，需要开发出在劣化最少的同时保持高活性的催化剂的方便的制备方法。在通过乙烯与氧的反应获得乙酸的制造法中还产生二氧化碳副产物。例如，日本未审专利公开7-89896描述了大约5％的二氧化碳选择性。二氧化碳的生成基本与乙酸收率的降低相对应。近年来，抑制二氧化碳产生已经成为防止全球变暖和缓解环境负担方面的重要问题。从工业角度看，为了处理二氧化碳副产物，需要高的设备投资和高的设备运行和维护成本。因此，需要在乙酸生产过程中进一步减少二氧化碳副产物。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决
技术介绍
中的上述问题。具体而言，本专利技术的目的是缩短在由氧和低级烯烃(例如乙烯)制造低级脂族羧酸(例如乙酸)中使用的负载型催化剂的生产步骤，并提供能够使低级脂族羧酸制造过程中发生的二氧化碳气体(CO2)副产物生成和催化剂劣化相对于现有技术受到抑制的负载型催化剂。由于对前述问题的努力研究，本专利技术人基于对下述制造负载型催化剂的方法(下文也称作“负载型催化剂制备法”)的发现完成了本专利技术，该方法的特征在于，在载体上加载(a)含有至少一种选自元素周期表第8、9和10族元素的元素的化合物(下文称作“(a)组化合物”)，然后在还原处理之前用碱性物质对该化合物进行碱处理，并加载(b)含有至少一种选自镓、铟、铊、锗、锡、铅、磷、砷、锑、铋、硫、硒、碲和钋的元素的化合物(下文称作“(b)组化合物”)。按照本专利技术，“元素周期表”是指根据IUPAC发布的《修订的无机化学命名意见》(the Revised Recommendations for Nomenclature ofInorganic Chemistry)(1989)的元素周期表。本专利技术因此涉及下列方面至。制造负载型催化剂的方法，依次包括下列步骤第一步骤用包含至少一种(a)组化合物的溶液浸渍载体以获得被浸渍的载体(A)的步骤；第二步骤使被浸渍的载体(A)与碱性物质和(b)组化合物接触以获得被浸渍的载体(B)的步骤，其中，碱性物质和(b)组化合物可以同时或单独与被浸渍的载体(A)接触；第三步骤使被浸渍的载体(B)与还原物质接触以获得负载型催化剂(C)的步骤。按照上文的制造负载型催化剂的方法，其进一步包括在载体上加载(c)至少一种选自杂多酸和/或其盐的化合物的步骤。按照上文或的制造负载型催化剂的方法，其进一步包括使载体与(d)至少一种含有至少一种选自元素周期表第11和12族元素和铬的元素的化合物(下文称为“(d)组化合物)接触的步骤。按照上文至任一项的制造负载型催化剂的方法，其中(a)组化合物是含有至少一种选自钌、锇、铑、铱、钯和铂的元素的化合物。按照上文至任一项的制造负载型催化剂的方法，其中(b)组化合物是含有至少一种选自镓、锗、锡、铅、铋、硒和碲的元素的化合物。按照上文至任一项的制造负载型催化剂的方法，其中(c)杂多酸和/或其盐的多原子是钨和/或钼。按照上文至任一项的制造负载型催化剂的方法，其中(c)杂多酸和/或其盐的杂原子是至少一种选自磷、硅和硼的元素。按照上文至任一项的制造负载型催化剂的方法，其中(c)杂多酸和/或其盐是至少一种选自硅钨酸、磷钨酸、硅钼酸、磷钼酸和它们的盐的化合物。按照上文至任一项的制造负载型催化剂的方法，其中(d)组化合物的第11或12族元素是选自铜、银、金和锌的元素。按照上文至任一项的制造负载型催化剂的方法，其中将负载型催化剂用于由低级烯烃和氧获得低级脂族羧酸的反应中。按照上文的制造负载型催化剂的方法，其中将负载型催化剂用于由乙烯和氧获得乙酸的反应中。按照上文至任一项的制造方法获得的负载型催化剂。制造低级脂族羧酸的方法，包括将按照上文的负载型催化剂用于由低级烯烃和氧获得低级脂族羧酸的反应中。按照上文的制造低级脂族羧酸的方法，其中低级烯烃与氧之间的反应是在气相中进行的。制造乙酸的方法，包括将按照上文的负载型催化剂用于由乙烯和氧获得乙酸的反应中。按照上文的制造乙酸的方法，其中乙烯与氧之间的反应是在气相中进行的。按照本专利技术的负载型催化剂制造法，可以缩短催化剂制备步骤，同时所得负载型催化剂可以在由低级烯烃和氧在气相中制造低级脂族羧酸时抑制二氧化碳副产物的生成和催化剂的劣化，由此提供降低低级脂族羧酸(例如乙酸)制造成本的优点。具体实施例方式现在将详细描述本专利技术的优选模式。通过本专利技术的制造法获得的负载型催化剂最适合作为催化剂用于通过低级烯烃(优选乙烯)与氧在气相中反应进行的低级脂族羧酸(优选乙酸)制造。按照本专利技术的负载型催化剂的制造方法依次包括下列步骤第一步骤用包含至少一种(a)组化合物的溶液浸渍载体以获得被浸渍的载体(A)的步骤；第二步骤使被浸渍的载体(A)与碱性物质和(b)组化合物接触以获得被浸渍的载体(B)的步骤；第三步骤使被浸渍的载体(B)与还原物质接触以获得负载型催化剂(C)的步骤。在第二步骤中，碱性物质和(b)组化合物可以同时或单独与浸渍催化剂(A)接触，但是优选同时接触以简化该步骤。对于单独接触，优选首先与碱性物质接触。本专利技术的负载型催化剂更优选既负载(c)杂多酸(和/或其盐)又负载本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造负载型催化剂的方法，依次包括下列步骤：第一步骤用包含至少一种化合物的溶液浸渍载体以获得被浸渍的载体（Ａ）的步骤，所述化合物含有选自元素周期表第８、９和１０族元素的至少一种元素，下文称作“（ａ）组化合物”，第二步骤 使被浸渍的载体（Ａ）与碱性物质和（ｂ）含有至少一种选自镓、铟、铊、锗、锡、铅、磷、砷、锑、铋、硫、硒、碲和钋的元素的化合物接触以获得被浸渍的载体（Ｂ）的步骤，该化合物在下文称作“（ｂ）组化合物”，其中碱性物质和（ｂ）组化合物可以同时 或单独与被浸渍的载体（Ａ）接触，第三步骤使被浸渍的载体（Ｂ）与还原物质接触以获得负载型催化剂（Ｃ）的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫路淳幸，才畑明子，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]