制备用于将乙烯氧化为氧化乙烯的催化剂的方法技术

公开了一种用于制备氧化乙烯的催化剂成型体，其至少包含施加于氧化铝载体的银和铼，以及一种制备其的方法，其中所述氧化铝载体具有中空圆柱体几何形状，且所述催化剂成型体具有铼含量CR，且CR/重量ppm基于中空圆柱体的壁厚dW(以mm计)为120≤CR/dW≤200。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于制备氧化乙烯的催化剂成型体，该成型体至少包含施加于氧化铝载体的银和铼，其中氧化铝载体具有中空圆柱体的几何形状且催化剂成型体具有铼含量Ck，且Ck/重量ppm基于中空圆柱体的壁厚士(以mm计)为120 ( CK/dw< 200。本专利技术进一步涉及一种制备该成型体的方法和该成型体作为用于将乙烯转化为氧化乙烯的催化剂的用途。 氧化乙烯是一种重要的基础化学品且在工业上通常通过借助氧气在含银催化剂存在下直接氧化乙烯而制备。通常使用其中将催化活性金属银借助合适方法施加于氧化铝载体的经负载的氧化铝催化剂。作为氧化铝载体材料，基本可以使用各种多孔材料如活性炭、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅、氧化铝或陶瓷组合物或这些材料的混合物。特别优选的载体基于α-氧化铝。作为乙烯直接氧化的实例，可提及DE-A-2300512、DE-A-2521906、EP-A-0014457、DE-A-2454972、EP-A-0172565、EP-A-0357293、EP-A-0266015、EP-A-OO11356、EP-A-0085237、DE-C2-2560684 或 DE-A-2753359。为了改善在将乙烯氧化为氧化乙烯中的催化剂的活性和/或选择性，除了活性材料银之外，还将助催化剂施加至氧化铝载体。可提及例如碱金属和/或碱土金属化合物、钨、钥或铼，其中铼为特别优选的助催化剂。对本专利技术而言，术语“选择性”是指在经由氧化转化为氧化乙烯的工艺中所用乙烯的百分比。就催化剂的活性而言，在其他不变的反应条件下，催化剂的活性越高，在反应器出口处达到给定氧化乙烯浓度所需的温度越低。为了影响该类催化剂的活性和/或选择性，在现有技术文献中公开了各种措施。因此，US2004/0260103A1描述了通过改变催化剂的几何形状而影响催化剂的活性。就此而言，据说呈外径与壁厚之比为0.3-2mm的中空圆柱体形式的催化剂是有利的，其中使壁厚大于在通常所用中空圆柱体的情况下的壁厚。没有描述在增大壁厚时铼浓度增加。EP1613428B1描述了一种在包含基于催化剂的总重量不大于1.5mmol/kg且基于载体BET表面积不大于0.0015mmol/m2的铼的催化剂存在下将乙烯转化为氧化乙烯的方法。由少量铼所导致的环氧化反应中的低起始选择性由在环氧化反应过程中逐步提高温度来补偿。根据EP1613428B1，其中所述催化剂据说具有比具有较高铼含量的那些长的寿命。本专利技术的目的为提供用于将乙烯氧化为氧化乙烯的更有利的催化剂。令人惊奇地发现其中至少将银和铼施加于具有中空圆柱体的几何形状的氧化铝载体且具有的铼含量Ck使得Ck/重量ppm基于中空圆柱体的壁厚dw (以mm计)为120≤Ck/dff ( 200的催化剂成型体在将乙烯转化为氧化乙烯中显示出有利的选择性和/或活性。改变催化剂的几何形状因此令人惊奇地通过改变其他相同的组成中的铼浓度(在增大壁厚时浓度提高)得到在将乙烯氧化为氧化乙烯中具有特别有利的催化性能的催化剂。因此，本专利技术还提供一种用于制备氧化乙烯的催化剂成型体，其至少包含施加于氧化铝载体的银和铼，其中氧化铝载体具有中空圆柱体的几何形状且催化剂成型体具有铼含量Ck，且Ck/重量ppm基于中空圆柱体的壁厚士(以mm计)为120 ≤ CK/dw≤200。本专利技术同样提供了一种制备催化剂成型体的方法以及可通过该方法制备或通过该方法制备的催化剂成型体，其中该方法包括:(a)提供具有中空圆柱体几何形状的氧化铝载体，(b)将银和铼施加于氧化铝载体，其中铼以基于中空圆柱体的壁厚dw(以mm计)且以元素计算为120 ( CE/dff ( 200的量Ck/重量ppm施加于氧化招载体。载体几何形状根据本专利技术，氧化铝载体具有中空圆柱体的几何形状。该中空圆柱体的精确尺寸通常较不重要。然而，中空圆柱体应有利地具有允许反应气体在氧化铝载体的涂覆有银颗粒和任选地其他助催化剂的主要部分的催化活性外表面和内表面上不受阻扩散。中空圆柱体尤其具有5-10mm的长、5-10mm的外径和2.5-4.5的外径(以mm计)与壁厚(以mm计)之比。例如，对本专利技术而言，特别优选的中空圆柱体(外径X长X内径，在每种情况下以mm记录)的几何形状包括:5X5X2、6X6X3、7X7X3、8X8X3、8X8.5X3、8X8.5X3.5、8.5X8X3.5、8.5X8X3、9X9X3、9.5X9X3,9.5X9X3.5，其中所示这些长度各自包括±0.5mm范围内的容差。因此，本专利技术提供如上所述的催化剂成型体和制备如上所述的催化剂成型体的方法以及如上所述通过该方法或可通过该方法制备的催化剂成型体，其中该催化剂成型体具有中空圆柱体几何形状且中空圆柱体具有5-10mm的长L、5_10mm的外径dA和2.5-4.5的外径dA (以mm计)与壁厚dw (以mm计)之比。中空圆柱体优选具有的长为6-9.5mm，更优选6_9臟，特别优选长为6-8.5mm。中空圆柱体优选具有的外径为6-9.5mm，更优选6_9mm，特别优选外径为6-8.5mm。中空圆柱体优选具有6-9.5mm的长和6-9.5mm的外径,更优选6_9mm的长和6_9mm的外径，特别优选6-8.5mm的长和6_9mm的外径。外径dA(以mm计)与壁厚dw(以mm计)之比优选为3.0-4.0。铗量就铼量Ck而言，催化剂基于催化剂的总重量且以元素计算优选包含210-540重量ppm,更优选250-510重量ppm，更优选280-480重量ppm，特别优选300-450重量ppm的铼，其中Ck/重量ppm基于中空圆柱体的壁厚士(以mm计)为120 ( CK/dw< 200。Ck/重量ppm基于中空圆柱体的壁厚士(以mm计)为优选115 < CK/dw < 200，更优选 130 ( CE/dff ( 195，特别优选 140 ( CE/dff ( 195。载述本文所用术语〃氧化铝〃包括所有可能的结构如α _、Y -或Θ -氧化铝。在一个优选实施方案中，氧化铝载体为α-氧化铝载体。在另一优选实施方案中，α-氧化铝具有至少75%的纯度，优选至少80%的纯度，更优选至少85%的纯度，更优选至少90%的纯度。例如，α -氧化铝具有至少98%、至少98.5%或至少99%的纯度。因此，术语α-氧化铝还包括α-氧化铝，其包含其他组分，尤其是选自锆、碱金属、碱土金属、硅、锌、镓、铪、硼、氟、铜、镍、锰、铁、铈、钛、铬和其中两种或更多种的混合物的组分。α-氧化铝可以包含呈任何合适形式的组分，例如呈元素形式或呈一种或多种化合物形式。如果α-氧化铝包含一种或多种呈化合物形式的组分，则其包含例如呈氧化物或混合氧化物形式的组分。就其他组分的量而言，其他组分的总含量基于氧化铝载体的总重量且以铝和氧以外的元素计算优选小于25重量％，更优选小于20重量％，更优选小于15重量％，更优选小于10重量％。如果氧化铝载体包含例如硅，则其基于氧化铝载体的总重量且以元素计算优选包含至多10000重量ppm，优选10-8000ppm，更优选50-5000重量ppm，更优选200-2800重量ppm的硅。在一个本专利技术特别优选的实施方案中，氧化铝载体为α-氧化铝载体，其中α-氧化铝具有至少8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备氧化乙烯的催化剂成型体，其至少包含施加于氧化铝载体的银和铼，其中所述氧化铝载体具有中空圆柱体几何形状，且所述催化剂成型体具有铼含量CR，其中CR/重量ppm基于以mm计的中空圆柱体的壁厚dW为120≤CR/dW≤200。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.14 EP 11162381.51.一种用于制备氧化乙烯的催化剂成型体，其至少包含施加于氧化铝载体的银和铼，其中所述氧化铝载体具有中空圆柱体几何形状，且所述催化剂成型体具有铼含量Ck，其中Ce/重量ppm基于以mm计的中空圆柱体的壁厚dw为120 < CE/dff ( 200。2.根据权利要求1的催化剂成型体，其中中空圆柱体具有5-10mm的长L，5_10mm的外径dA和2.5-4.5的以mm计的外径dA与以mm计的壁厚dw之比。3.根据权利要求2的催化剂成型体，其中中空圆柱体具有6-9.5mm的长L。4.根据权利要求1-3中任一项的催化剂成型体，其中催化剂成型体包含基于催化剂成型体的总重量且以元素计算为5-30重量％的银。5.根据权利要求1-4中任一项的催化剂成型体，其中氧化铝载体，优选α-氧化铝载体具有双峰孔隙分布。6.根据权利要求1-5中任一项的催化剂成型体，其中氧化铝载体具有的BET表面积为0.7-1.2m2/g。7.根据权利要求1-6中任一项的催化剂成型体，其中催化剂包含至少一种选自第IA、VIB、VIIB和VIA族的元素，优选选自钨、铯、锂和...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·罗森达尔，T·莫伊雷尔，C·K·杜布纳，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：
国别省市：