铼助催化的环氧化催化剂及其制造和使用方法技术

本发明专利技术提供基于成形多孔体的铼助催化的环氧化催化剂，所述成形多孔体占其总孔容积的最小化百分比是以具有小于一微米直径的孔隙形式存在的，并且所述成形多孔体包括至少约1.0m2/g的表面积。还提供制造所述催化剂和在环氧化方法中使用它们的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本文提供的是铼助催化的环氧化催化剂以及用于制造所述催化剂的方法和所述催化剂在生产其它最终用途产品中的使用方法。
技术介绍
化学和/或化学工程实践的许多方面可以依赖于提供能够进行或有利于分离或反应和/或提供用于这些分离或反应发生的区域的结构或表面。这些结构或表面因而普遍存在于许多研发和制造环境中。虽然这些成形体的所需物理和化学性质可以并且将根据特定应用而变化，但是存在某些性质，所述性质在这种成形体中通常是合意的，而不论其中将要使用所述成形体的最终应用。例如，这些成形体将合意地具有高纯度并且基本上是惰性的，以致成形体自身将不以非合意的、非意欲的或有害的方式参与它们周围、其上或经过其发生的分离或反应。对于意欲具有通过成形体或扩散到成形体中而被反应或分离的组分的那些成形体，低扩散阻力将是有利的。对于合意地用作反应表面或催化剂载体的那些成形体，高表面积可以是合意的，以改善所需反应物和/或催化物种的负载和分散，并且提供反应或分离可以在其上发生的增加的表面积。时常，这些成形体的所需性质可能相互冲突，并且因此，制备其中将每种所需性质最大化的成形体可能是挑战性的。在对付这些挑战的努力中，已经不仅对所述成形体中使用的组分和添加剂而且对如此形成的成形体的物理性质进行了许多研究。然而，迄今开发的许多成形多孔体还必须提供这些材料所需性质的全范围(full spectrum)。期望地是，将提供成形多孔体，所述成形多孔体可以优化多种性质，或至少优化至少一种性质，而不实质性损害另一种。这种成形多孔体将对它们所用于的产品例如催化剂提供改善。专利技术概述本专利技术提供具有优化的孔隙大小分布以及增加的表面积的成形多孔体。更具体而言，目前已经发现，可以提供具有孔隙大小分布的成形多孔体，其中以具有小于一微米直径的孔隙形式存在的总孔容积的百分比是最小化的，并且仍然还显示大于1.0m2/g的表面积。因而，可以实质上避免常规成形多孔体中存在的扩散阻力问题，所述常规成形多孔体以具有小于一微米直径的孔隙形式具有更大分数的总孔容积。成形多孔体还显示表面积，例如，1.0m2/g，其提供所需反应物和/或催化物种的期望或需要的负载和分散，并且还提供增加的表面积，在其上可以发生反应或分离。这些成形多孔体因而提供基于它们的改善的最终用途产品如催化剂，其随后可以用于生产其下游的另外的最终用途产品的方法中。在第一方面中，本专利技术提供一种铼助催化的环氧化催化剂，所述铼助催化的环氧化催化剂包含沉积在成形多孔体上的至少一种催化物种和铼。成形多孔体占其总孔容积的最小化百分比合意地是以具有小于一微米直径的孔隙形式存在的，并且成形多孔体包括至少约1.0m2/g的表面积。合意地，成形多孔体占最大化百分比的总孔容积是以具有约1微米至约5微米之间直径的孔隙形式存在的。成形多孔体可以合意地包括α-氧化铝，其还可以合意地是氟化物影响的。催化剂合意地包含银，并且除了铼以外还可以包含另外的助催化剂，并且在某些有利的实施方案中包含铼和铯。因为成形多孔体的孔隙大小分布是优化的，即，其最小化百分比的总孔容积是以具有小于1微米直径的孔隙形式存在的，所以催化剂可以显示减小的扩散阻力，如可以通过相对于基于在具有小于一微米直径的孔隙中具有更大百分比的其总孔容积的成形多孔体的催化剂增加的活性、或增加的效率、或增加的活性和增加的效率两者所显示。出乎意料地，所述成形多孔体还显示大于或等于1.0m2/g的表面积，以致基于所述成形多孔体的催化剂的活性和/或效率仍然是可接受的，或者相对于基于在具有小于一微米直径的孔隙中具有更大百分比的其总孔容积的成形多孔体的催化剂是增加的。在另一个方面中提供一种用于制造催化剂的方法，所述方法包括选择成形多孔体和将至少一种催化物种沉积在成形多孔体上，所述成形多孔体占其总孔容积的最小化百分比是以具有小于一微米直径的孔隙形式存在的，并且所述成形多孔体包括大于或等于约1.0m2/g的表面积。预期将对于成形多孔体已经提供的有利的孔隙大小分布和表面积转变为一种或多种催化剂性质的改善，随后预期其对于其中使用所述催化剂的方法提供改善。因此，并且在又一个方面中，本专利技术提供一种用于将烯属烃环氧化的方法。所述方法包括，在基于成形多孔体的催化剂存在下，使包含一种或多种烯属烃和氧气的进料反应，所述成形多孔体占其总孔容积的最小化百分比是以具有小于一微米直径的孔隙形式存在的，并且所述成形多孔体具有至少约1.0m2/g的表面积。预期本专利技术的催化剂对于所述方法提供至少一种提高的性质，合意地对另一种没有并发的实质性损害。对于这些方法提供的优点可以进一步通过在进一步下游的方法中使用因此产生的烯化氧而影响(leveraged)，并且因而在本专利技术的又一个方面中提供这些方法。更具体而言，本专利技术还提供一种用于制备1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳酸酯或链烷醇胺的方法。所述方法包括，将烯化氧转化成1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳酸酯或链烷醇胺，其中所述烯化氧是通过利用基于成形多孔体的催化剂的方法制备的，所述成形多孔体包括在具有小于一微米直径的孔隙存在的最小化百分比的其总孔容积和至少约1.0m2/g的表面积。附图说明当与附图一起考虑下列详细说明时，可以进一步理解和/或说明本发明的这些及其它特征、方面和优点。图1是孔隙率和孔容积之间关系的图解说明；图2是由水银孔隙率检测法对于根据本专利技术的成形多孔体(载体A)和比较的成形多孔体(载体B)测定的累积压入(总孔容积的％)对比孔隙大小(微米)的图解说明；图3是利用根据本专利技术的催化剂(催化剂A-1)和比较催化剂(催化剂B-1)的两种环氧乙烷方法的温度变化过程的图解说明；图4是根据本专利技术的催化剂(催化剂A-1)和比较催化剂(催化剂B-1)的环氧乙烷生产相对时间的图解说明；图5是根据本专利技术的催化剂(催化剂A-1)和比较催化剂(催化剂B-1)在生产环氧乙烷的方法中使用时的效率相对时间的图解说明；图6是由水银孔隙率检测法对于根据本专利技术的成形多孔体(载体C)和比较的成形多孔体(载体D)测定的累积压入(总孔容积的％)对比孔隙大小(微米)的图解说明；图7是利用根据本专利技术的催化剂(催化剂C-1)和比较催化剂(催化剂D-1)的两种环氧乙烷方法的温度变化过程的图解说明；图8是根据本专利技术的催化剂(催化剂C-1)和比较催化剂(催化剂D-1)的环氧乙烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.21 US 61/171,2091.一种铼助催化的环氧化催化剂，所述铼助催化的环氧化催化剂包
含沉积在成形多孔体上的至少一种催化物种和助催化量的铼，其中所述成
形多孔体占其总孔容积的最小化百分比是以具有小于一微米直径的孔隙
形式存在的，并且所述成形多孔体包括至少约1.0m2/g的表面积。
2.权利要求1所述的催化剂，所述催化剂还包含另外的助催化剂。
3.权利要求2所述的催化剂，其中所述另外的助催化剂包含钼、钨、
锂、硫、锰、铷、铯、钠或这些的组合。
4.权利要求3所述的催化剂，其中所述另外的助催化剂包含铯。
5.权利要求1所述的催化剂，其中所述成形多孔体的小于约25％的
总孔容积包括具有小于一微米直径的孔隙。
6.权利要求1所述的催化剂，其中以具有约1微米至约5微米之间
直径的孔隙形式存在的所述成形多孔体的总孔容积百分比是最大化的。
7.权利要求6所述的催化剂，其中以具有约1微米至约5微米之间
直径的孔隙形式存在的所述成形多孔体的总孔容积百分比为至少约75％。
8.权利要求1所述的催化剂，其中所述成形多孔体包括大于约1.15
m2/g的表面积。
9.权利要求8所述的催化剂，其中所述成形多孔体包括大于约1.3
m2/g的表面积。
10.权利要求1所述的催化剂，其中所述成形多孔体包含α-氧化铝。
11.权利要求9所述的催化剂，其中所述α-氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伯特·C·刘，赫维利·索奥，
申请(专利权)人：陶氏技术投资有限公司，
类型：发明
国别省市：