[发明专利]环氧化催化剂及其制备方法和生产环氧烷、1,2-二醇、1,2-二醇醚、1,2-碳酸酯或烷醇胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环氧化催化剂及其制备方法，和生产环氧烷、1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳酸酯或烷醇胺的方法。

背景技术

在烯烃环氧化中，使含烯烃和氧的进料与催化剂在环氧化条件下接触。烯烃与氧反应形成环氧烷。产物混合结果是含有环氧烷和通常的未反应进料以及燃烧产物。

环氧烷可以与水反应形成1，2-二醇、与二氧化碳反应形成1，2-碳酸酯、与醇反应形成1，2-二醇醚、或与胺反应形成烷醇胺。因此，1，2-二醇、1，2-碳酸酯、1，2-二醇醚和烷醇胺可以在多步法中生产，所述多步法包括初始的烯烃环氧化和随后用水、二氧化碳、醇或胺转化形成的环氧烷。

烯烃环氧化催化剂通常含有载体上的银组分，通常随其沉积有一种或多种附加元素。US-4766105公开了一种环氧乙烷催化剂，其包含载带在载体上的银、碱金属、铼以及选自硫、钼、钨、铬和它们的混合物的铼共促进剂。US-4766105中描述的环氧乙烷催化剂提供一种或多种催化性质的改进。

催化剂性能可以基于选择性、活性和操作的稳定性进行评定。选择性是获得所需环氧烷的转化烯烃的分数。随着催化剂老化，转化的烯烃分数通常随时间降低，和为了维持环氧烷产量的恒定水平，可以升高反应的温度。

选择性在很大程度上决定了环氧化法的经济吸引力。例如，环氧化法选择性的1％改进可以明显降低大型环氧乙烷装置每年的操作成本。另外，活性和选择性可以维持在可接受数值下的时间越长，则催化剂进料可以保持在反应器中的时间越长和获得的产物更多。根据过程效率，选择性、活性的相当有限的改进以及在长时间段内维持选择性和活性将获得丰厚的利润。

发明内容

本发明提供用于使烯烃环氧化的催化剂，所述催化剂包含：载体和载体上沉积的银、铼促进剂、第一共促进剂和第二共促进剂；其中

载体上沉积的铼促进剂量大于1mmol/kg，相对于催化剂重量计；

第一共促进剂选自硫、磷、硼和它们的混合物；

第二共促进剂选自钨、钼、铬和它们的混合物；和

载体上沉积的第一共促进剂和第二共促进剂的总量为至多3.8mmol/kg，相对于催化剂重量计。

本发明还提供用于制备环氧化催化剂的方法，所述方法包括：在载体上沉积银、铼促进剂、第一共促进剂和第二共促进剂；其中

载体上沉积的铼促进剂量大于1mmol/kg，相对于催化剂重量计；

第一共促进剂选自硫、磷、硼和它们的混合物；

第二共促进剂选自钨、钼、铬和它们的混合物；和

载体上沉积的第一共促进剂和第二共促进剂的总量为至多3.8mmol/kg，相对于催化剂重量计。

本发明还提供用于使烯烃环氧化的方法，所述方法包括：在根据本发明制备的环氧化催化剂存在下，使烯烃与氧反应。

另外，本发明提供用于制备1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳酸酯或烷醇胺的方法，所述方法包括：通过本发明用于使烯烃环氧化的方法获得环氧烷，和将所述环氧烷转化成1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳酸酯或烷醇胺。

附图说明

图1显示了对于下文描述的多种系列催化剂I、II、III和IV，作为第一和第二共促进剂总量(“mmol/kg”)的函数的选择性(“S mol％”)。

具体实施方式

与非本发明的类似催化剂相比，本发明的高选择性环氧化催化剂(其包含含量大于1mmol/kg催化剂的铼促进剂和催化有效量的银以及总量为至多3.8mmol/kg催化剂的第一共促进剂和第二共促进剂)的催化性能表现出出人意料的改进，特别是初始选择性的改进。

通常，环氧化催化剂是载带催化剂。载体可以选自宽范围的材料。这些载体材料可以是天然或人造无机材料和它们包括碳化硅、粘土、浮石、沸石、木炭和碱土金属碳酸盐例如碳酸钙。优选的是耐火载体材料，例如氧化铝、氧化镁、氧化锆、二氧化硅和它们的混合物。最优选的载体材料是α-氧化铝。