[发明专利]银催化剂组合物、制备该催化剂组合物的方法及该催化剂组合物用于乙烯环氧化反应的用途

说明书

本申请为分案申请，其母案申请的申请号为200480008853.4，申请日为2004年3月30日，和发明名称为“银催化剂组合物、制备该催化剂组合物的方法及该催化剂组合物用于乙烯环氧化反应的用途”。 

技术领域

本发明涉及适用于乙烯环氧化反应的催化剂组合物、制备该催化剂组合物的方法以及使用该催化剂组合物的乙烯环氧化反应方法。 

背景技术

使用银基催化剂进行乙烯催化环氧化反应已经实践了很长时间。但已知常用银基催化剂会以极差选择性产生环氧乙烷。例如当使用常用催化剂时，环氧乙烷的选择性(以已转化的乙烯的分数表示)并未达到6/7或85.7摩尔%的极限以上。因此，以如下反应方程式的化学计量为基准计，长久以来均认为该极限为该反应的理论最大选择性： 

7C₂H₄+6O₂=>6C₂H₄O+2CO₂+2H₂O， 

参阅Kirk-Othmer′s Encyclopedia of Chemical Technology，第3版，1980年，第9册，第445页。 

但现代的银基催化剂对环氧乙烷的制备具有极高选择性。在乙烯环氧化反应中使用这种现代催化剂时，环氧乙烷的选择性可超过上述6/7或85.7摩尔%的极限。该高选择性催化剂可含有作为活性组分的银及一种或多种掺杂剂，如铼、钨或钼或形成硝酸根或亚硝酸根的化合物，或含铼、钨或钼或形成硝酸根或亚硝酸根的化合物的组分。通常该高选择性催化剂含有一种或多种IA族金属或一种或多种含IA族金属的组分作为附加掺杂剂。优选的IA族金属为原子序数至少37的较高原子序数的IA族金属，例如铷，特别为铯。该原子序数为至少37的IA族金属在下文中被称为“较高原子序数的IA族金属”。高选择性催化剂公开在如 US-A-4761394及US-A-4766105及几个后续公开的专利申请中。 

正常操作时，该高选择性催化剂尤其容易经受与老化相关的性能衰退，且比常用催化剂更换得更频繁。该老化现象的标志是催化剂活性降低。通常，当该催化剂的活性开始降低时，必需增加反应温度以弥补活性的降低。可增加该反应温度，直到变多不希望地高为止，另外此时视为该催化剂处于其寿命终点，需要进行更换。以经济观点来看，最希望是尽可能延长该催化剂的寿命。 

发明内容

现在已意外地发现当制备含较高原子序数的IA族金属的高选择性催化剂时，以钾取代部分较高原子序数的IA族金属，可改进该催化剂的初始活性、该催化剂在其整个寿命周期内的性能及该寿命本身。 

因此，本发明可提供一种催化剂组合物，其包含表面积为至少500米²/千克的载体及沉积在该载体上的以下物质： 

-银金属， 

-包括铼、钨、钼的金属或组分或形成硝酸根或亚硝酸根的化合物，及 

-包括原子序数为至少37的IA族金属的IA族金属或组分，及另外的钾， 

其中式(Q_K/R)+Q_HIA的值在1.5-30毫摩尔/千克范围内，其中Q_HIA及Q_K分别表示存在于该催化剂组合物内原子序数为至少37的IA族金属及钾的量(毫摩尔/千克)，Q_HIA与Q_K之比为至少1:1，Q_K值为至少0.01毫摩尔/千克，且R为1.5-5范围内的无量纲值，该单位毫摩尔/千克相对于催化剂组合物的重量计。 

本发明还提供一种制备催化剂组合物的方法，该方法包括选择一种表面积为至少500米²/千克的载体，及在该载剂上沉积以下组分： 

-银金属， 

-包括铼、钨、钼的金属或组分或形成硝酸根或亚硝酸根的化合物，及 

-包括原子序数为至少37的IA族金属的IA族金属或组分，及另外 的钾，