和錸 的協(xié)同助劑的均勻混合溶液浸漬氧化鋁載體,所述浸漬為在真空度小于IOmmHg的條件下 浸漬本發(fā)明的多孔α -氧化鋁載體10-60分鐘,然后瀝濾浸漬液使浸泡的載體瀝干并干燥。 在本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中,所述干燥溫度可為室溫至l〇〇°C之間,干燥時(shí)間可為1~ 96小時(shí)。
[0025] 步驟e的目的是得到最終的催化劑成品,活化過(guò)程中,銀離子逐漸還原并形成銀 顆粒;催化劑中加入的溶膠組分也完成了對(duì)催化劑顆粒的修飾、改性,并分解揮發(fā);催化劑 中殘余的水分、其它有機(jī)物、雜質(zhì)等也分解并揮發(fā)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例,最后,可 以將干燥后的半成品催化劑在空氣或惰性氣體中于200-500°C的溫度范圍內(nèi)保持1-120分 鐘,優(yōu)選2-60分鐘,以進(jìn)行活化。
[0026] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述浸漬液中包含的銀元素來(lái)自于銀化合 物,所述銀化合物可以為適于制備環(huán)氧乙烷生產(chǎn)用銀催化劑的任何銀化合物。本發(fā)明優(yōu)選 使用氧化銀、硝酸銀和/或草酸銀。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述浸漬液中包含 有機(jī)胺化合物,所用的有機(jī)胺化合物可以為適于制備銀催化劑的任何有機(jī)胺化合物,只要 該有機(jī)胺化合物能夠與銀化合物形成銀胺絡(luò)合物即可。對(duì)本發(fā)明而言,優(yōu)選使用吡啶、丁 胺、乙二胺、1,3-丙二胺、乙醇胺或其混合物,例如乙二胺與乙醇胺的混合物。也可用氧化銀 代替硝酸銀,草酸銀也可不析濾,直接與有機(jī)胺絡(luò)合,然后用于浸漬載體。
[0027] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述堿金屬助劑可以是鋰、鈉、鉀、銣和/或 銫的化合物(如其硝酸鹽、硫酸鹽和氫氧化物等)或其混合物,優(yōu)選為硝酸銫、硝酸鋰和/ 或氫氧化鉀。所述堿土金屬助劑可以是鎂、鈣、鍶和鋇的化合物中的一種或多種,如所述堿 土金屬元素的氧化物、草酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽和硝酸鹽中的一種或多種,優(yōu)選鋇的化合物 和/或鍶的化合物,如醋酸鋇和/或醋酸鍶。
[0028] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述錸助劑可以是錸的氧化物、高錸酸、高錸 酸鹽,或其混合物,優(yōu)選為高錸酸和/或高錸酸鹽,例如高錸酸、高錸酸銫和/或高錸酸銨 等。在本發(fā)明的一個(gè)更加優(yōu)選的實(shí)施方式中,浸漬液中除了銀化合物、有機(jī)胺、任選的堿金 屬助劑、任選的堿土金屬助劑和任選的錸助劑以外,還可以加入錸助劑的共助劑,以進(jìn)一步 改進(jìn)所得銀催化劑的活性、選擇性以及穩(wěn)定性。本發(fā)明中的錸助劑的共助劑可以是選自鉻 化合物、鉬化合物、鎢化合物和硼化合物中的一種或多種。
[0029] 在本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中,在步驟b)中,為保證銀的均勻和充分負(fù)載,載 體最好預(yù)先抽真空,這樣能使制得的銀催化劑的性能更好。
[0030] 在本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中,在步驟c)中,所述活化可在空氣或惰性氣體中 進(jìn)行。例如,可以將干燥后的固體在180-700°C、優(yōu)選200-500°C的流動(dòng)空氣或惰性氣體(如 氮?dú)?、氬氣等)氣流中活化。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,活化時(shí)間通常至少2分鐘, 例如2-120分鐘,優(yōu)選為2-60分鐘。為保證催化劑具有較高的活性,該活化溫度優(yōu)選不高 于 500°C。
[0031 ] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中,本發(fā)明所述的混合均為充分混合至混合均勻。
[0032] 本發(fā)明的另一目的在于,提供一種由上述方法制得的銀催化劑,其包括載體和銀。 優(yōu)選的,所述銀催化劑還包括堿金屬助劑、堿土金屬助劑、錸助劑及錸的協(xié)同助劑中的一種 或多種,其中所述錸的協(xié)同助劑包括鉬助劑、鎢助劑、鉻助劑、鎳助劑、硫助劑、磷助劑、硼助 劑、氟助劑、氯助劑、錳助劑、鈷助劑和鉈助劑中的一種或多種。在本發(fā)明的一個(gè)更加優(yōu)選的 實(shí)施方式中,所述銀催化劑還包括堿金屬助劑、堿土金屬助劑、錸助劑和錸助劑及錸的協(xié)同 助劑中的一種或多種。
[0033] 在本發(fā)明所述的銀催化劑中,銀分散在氧化鋁載體的表面上和孔隙中。為在保 證催化劑性能的基礎(chǔ)上控制成本,在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,基于催化劑的總重 量,所述銀催化劑中銀的重量含量為1~35wt %,優(yōu)選為5~30wt %。在本發(fā)明的一個(gè) 優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述堿金屬的重量含量為5~2000ppm,更優(yōu)選為10~1500ppm。在 本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述堿土金屬元素重量含量為10-40000ppm,更優(yōu)選為 800-25000ppm。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述錸的重量含量為5~1500ppm,錸 的協(xié)同助劑元素的重量含量為5~lOOOppm,更優(yōu)選錸的重量含量為10~lOOOppm,錸的協(xié) 同助劑元素的重量含量為10~500ppm。在本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中,所述堿金屬為選 自鋰、鈉、鉀、銣和銫中的一種或多種;優(yōu)選銫和/或鉀,最優(yōu)選為銫。所述堿土金屬為選自 鎂、鈣、鍶和鋇中的一種或多種,優(yōu)選鍶和/或鋇。所述錸的協(xié)同助劑元素選自鉻、鉬、鎢和 硼中的至少一種。
[0034] 在本文中,"任選的"是指可以包括也可以不包含,如任選的堿金屬,是指所述催化 劑中可以含堿金屬,也可以不含堿金屬。
[0035] 在本發(fā)明中,除非另有明確說(shuō)明,所有以ppm為單位的含量均為以重量計(jì)的含量。
[0036] 本發(fā)明的再一目地在于,提供根據(jù)上述方法制備的銀催化劑或者上述銀催化劑在 烯烴環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧烷烴中的應(yīng)用,優(yōu)選在乙烯環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷或丙烯環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán) 氧丙烷中的應(yīng)用,尤其優(yōu)選在乙烯環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷中的應(yīng)用。
[0037] 本發(fā)明的有益的技術(shù)效果在于,制得的銀催化劑的性能更好,尤其是顯著提高了 銀催化劑的選擇性和活性,簡(jiǎn)單易行,能夠節(jié)約了反應(yīng)原料,減少了反應(yīng)副產(chǎn)物,節(jié)約了成 本,尤其適用于工業(yè)上由烯烴環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧烷烴,特別適用于工業(yè)上由乙烯環(huán)氧化生產(chǎn) 環(huán)氧乙烷。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 本發(fā)明的各種銀催化劑用實(shí)驗(yàn)室微型反應(yīng)器評(píng)價(jià)裝置測(cè)試其活性和選擇性。微型 反應(yīng)器評(píng)價(jià)裝置中使用的反應(yīng)器是內(nèi)徑4_的不銹鋼反應(yīng)管,反應(yīng)管置于加熱套中。催化 劑的裝填體積為Iml,下部有惰性填料,使催化劑床層位于加熱套的恒溫區(qū)。
[0039] 本發(fā)明采用的活性和選擇性的測(cè)定條件下列表所示。
[0040] 表 1
[0042] 當(dāng)穩(wěn)定達(dá)到上述反應(yīng)條件后連續(xù)測(cè)定反應(yīng)器入口和出口氣體組成。測(cè)定結(jié)果進(jìn)行 體積收縮校正后按以下公式計(jì)算選擇性:
[0044] 其中,EO是反應(yīng)器出口氣與進(jìn)口氣中環(huán)氧乙烷濃度差,0)2是反應(yīng)器出口氣與進(jìn)口 氣中二氧化碳濃度差,取10組以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均數(shù)作為當(dāng)天的試驗(yàn)結(jié)果。
[0045] 下面結(jié)合實(shí)施例和對(duì)比例來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。但需要理解的是本發(fā)明的范 圍并不限于下列實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下,可以對(duì)其進(jìn)行各種改進(jìn), 并且可以用等效物替換其中的要素。
[0046] 實(shí)施例1
[0047] 銀催化劑載體A的制備:
[0048] 將50-500目的三水Al203400g,過(guò)200目篩的假一水Al 203200g,礦化劑10g,鋇鹽 3g,放入混料器中混合均勻,轉(zhuǎn)入捏合機(jī)中,加入20wt%硝酸水溶液120毫升,捏合成可擠 出成型的膏狀物。擠出成型為外徑8. Omm、長(zhǎng)6. Omm、內(nèi)徑1.0 mm的單孔柱狀物,在80-120°C 下干燥2小時(shí),使游離含水量降低到10重量%以下,得到生坯。然后將生坯放入電爐中,從 室溫升高到1300°C,并在該高溫下恒溫2小時(shí),得到白色a -Al2O3樣品,稱(chēng)為載體A,作為本 發(fā)明的銀催化劑載體使用。對(duì)上述載體測(cè)定其壓碎強(qiáng)度為75Ν,吸水率為55 %,比表面積為 1. 2m2/g,孔容為0. 51ml/g。在本發(fā)明中,載體的壓碎強(qiáng)度指?jìng)?cè)向壓碎強(qiáng)度,通過(guò)壓力強(qiáng)度儀 測(cè)定;比表面積采用氮?dú)馕锢砦紹ET方法測(cè)定;吸水率通過(guò)密度法測(cè)定;以及孔容采用壓 汞方法測(cè)定。
[0049] 對(duì)比例1
[0050] 在帶攪拌的玻璃燒瓶中加入175g乙二胺,70g乙醇胺,和200g去離子水,得到混合 液。攪拌下將草酸銀慢慢加入所得混合液中,溫度保持在10-25Γ,使草酸銀全部溶解,草酸 銀的加入量使最終制得的浸漬液中含銀24重量%。加2. 5g硝酸銫、0. 5g醋酸鍶,和2. 25g 高錸酸銨,再加去離子水使溶液總質(zhì)量達(dá)到l〇〇〇g,制成浸漬液,待用。
[0051] 取載體A 250g,分別放入能抽真空的容器中。抽真空至真空度低于lOmmHg,向其 中放入以上浸漬液,浸沒(méi)載體,保持30分鐘。之后瀝濾除去多余的浸漬液。將浸漬后的載 體在350°C的空氣流中加熱5分鐘,冷卻,即制成環(huán)氧乙烷生產(chǎn)用銀催化劑,稱(chēng)為對(duì)比催化 劑1。
[0052] 實(shí)施例2
[0053] 在帶攪拌的玻璃燒瓶中加入0.05g PVA-124,再加入75g去離子水,并加熱至 90°C,使PVA-124完全溶解,形成均勻透