[发明专利]用于制备氧化乙烯的催化剂

说明书

本发明涉及一种用于制备氧化乙烯的催化剂，其至少包含施加于载体的银，其中载体具有的BET常数C为0-800，且常数根据DIN ISO9277测定。本发明进一步涉及该催化剂载体本身。本发明额外涉及一种制备催化剂的方法，可通过该方法得到的催化剂以及该催化剂在将乙烯氧化为氧化乙烯中的用途。本发明额外涉及一种由乙烯制备氧化乙烯的方法，该方法包括在所述催化剂存在下氧化乙烯。

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其的经负载的催化剂。原则上，所用载体材料可以为各种多孔材料如活性炭、二氧化钛、氧化锆或二氧化硅或陶瓷物质或这些材料的混合物。通常而言，将α-氧化铝用作载体。例如乙烯的直接氧化可参考DE-A-2300512、DE-A2521906、EP-A-0014457、DE-A-2454972、EP-A-0172565、EP-A-0357293、EP-A-0266015、EP-A-0011356、EP-A-0085237、DE2560684或DE-A-2753359。

除了作为活性组分的银以外，这些催化剂通常包含助催化剂以改善催化性能。实例包括碱金属化合物和/或碱土金属化合物作为助催化剂。一些文献教导了过渡金属如钨或钼的使用。一种特别优选的用于影响催化剂的活性和/或选择性的助催化剂为铼。包含铼和/或其他过渡金属助催化剂与碱金属化合物和/或碱土金属化合物的组合的催化剂由于其高选择性而优选在工业上使用。选择性意指反应而形成氧化乙烯的乙烯的浓度。活性在其他不变的条件如温度、压力、气体量、催化剂量等下由反应器产物中的氧化乙烯浓度表征。反应器产物料流中的氧化乙烯浓度越高，催化剂的活性越高。实现限定氧化烯浓度所需的温度越低，活性越高。为了实现高选择性，活性金属与助催化剂的和载体的组成的组合必须彼此匹配以获得具有最佳可能性能的催化剂。

由现有技术出发，本发明的一个目的为提供用于环氧化乙烯并具有有利的活性和/或选择性的新催化剂。

本发明的另一目的为提供用于制备具有在环氧化乙烯中的特别有利的性能特性的催化剂的合适载体。

根据本发明，该目的借助用于制备氧化乙烯的催化剂实现，其包含施加于载体的银，其中载体具有的BET常数C根据DIN ISO9277测定为0-800。令人惊奇地发现使用具有在所限定范围内的BET常数C的载体在所得催化剂方面得到特别有利的性能。更特别地，催化剂在氧化乙烯制备中显示出有利的选择性。

因此，本发明提供一种用于制备氧化乙烯的催化剂，其包含施加于载体的银，其中载体具有的BET常数C根据DIN ISO9277测定为0-800。

本发明进一步提供载体本身，换句话说一种用于制备氧化乙烯的催化剂的催化剂载体，其中载体具有的BET常数C根据DIN ISO9277测定为0-800。

本发明进一步提供一种制备用于制备氧化乙烯的催化剂的方法，以及可通过该方法得到或通过该方法得到的催化剂，所述方法包括如下步骤：(i)提供具有的BET常数C根据DIN ISO9277测定为0-800的载体，和(ii)将银施加于来自(i)的载体。

本发明进一步提供本发明催化剂或可通过本发明方法得到的催化剂在环氧化乙烯中的用途。

就催化剂制备而言，其中将银以合适的方式施加于载体的所有方法通常是合适的。在这里优选将至少一种包含银的混合物借助例如浸渍或喷雾或混合方法施加于载体，如下文中进一步更详细地描述。

就载体而言，其特征在于BET常数C为0-800，优选0-700，更优选0-600，更优选25-500，非常优选50-450。BET常数C(以及C值)在这里根据DIN ISO9277(2003年5月)测定。

C值的测定基于Brunnauer、Emmet和Teller用于通过物理吸附气体量(BET)测量测定多孔固体的总比表面积的方法，如Journal of the American Chemical Society，第60卷，第301-319页(1938)所述。关于气体动力学模型和统计学模型的描绘，对于气体的物理吸附，Brunnauer、Emmet和Teller得到气体压力和吸附的气体量的简单关系，称为BET等温方程(BET isotherm)。关系由下式表示：