[发明专利]提高环氧乙烷催化剂的催化性能的载体处理

说明书

技术领域

本公开涉及用于基于银的环氧乙烷催化剂的改进的载体，并且更具体地，涉及减少载体的钠含量的载体处理工艺。本公开还涉及包含这样的载体的基于银的环氧乙烷催化剂和利用基于银的环氧乙烷催化剂生产环氧乙烷的方法。

背景技术

如本领域已知的，用于乙烯环氧化的高选择性催化剂(HSC)是指比用于相同目的的高活性催化剂(HAC)具有更高的选择性值的那些催化剂。两种类型的催化剂包括银作为难熔支持物(即载体)上的活性催化组分。典型地，一种或更多种促进剂被包含在催化剂中以改善或调节催化剂的性能，例如选择性。

通常，但不一定总是，通过掺入铼和或钨、钼或铬的氧离子作为促进剂而使HSC获得更高的选择性(典型地87摩尔％或以上)。典型地，选自碱金属(例如锂、钾和/或铯)、碱土金属、过渡金属(例如钨化合物)和主族金属(例如硫和/或卤化物化合物)中的一种或更多种另外的促进剂也包括在内。

还存在乙烯环氧化催化剂，其可能不具有典型地与HSC相关的选择性值，尽管选择性值被改善而超过HAC。这些类型的催化剂也可考虑在HSC类内，或者可替代地，这样的催化剂可被认为属于一个单独的类，例如，“中等选择性催化剂”或“MSC”。这些类型的催化剂典型地表现出至少83摩尔％且高达87摩尔％的选择性。

与HSC和MSC相对比，HAC是乙烯环氧化催化剂，其典型地不包含铼，并且不提供HSC或MSC选择性值。典型情况下，HAC包含铯(Cs)作为主要的促进剂。

众所周知，随着催化剂的长期使用，催化剂将显示出老化迹象(即性能下降)到直至催化剂的使用不再实用的程度。由于显而易见的原因，持续努力以延长催化剂的可用寿命(即“长寿”或“可使用期”)。催化剂的可用寿命直接依赖于催化剂的稳定性。如本文所用的“可用寿命”是指催化剂可以使用直到其一个或更多个功能参数(例如选择性或活性)减少至催化剂的使用变得不切实际这样的水平的时间段。

催化剂的稳定性在很大程度上部分归因于载体的各种特性。已经经历了大量研究的载体的一些特征包括载体配方、表面积、孔隙率、颗粒形态和孔体积分布等等。

最广泛使用的乙烯环氧化催化剂载体的配方是基于氧化铝(典型地α型氧化铝)的那些。大量的研究已涉及研究氧化铝组合物的用于改善催化剂的稳定性和其他性能的效果。

例如，α氧化铝载体中钠(Na)的存在在环氧乙烷催化剂的老化中发挥重要作用。这一事实被确认了一段时间，并且一些出版物提供了确认载体表面上存在的Na的下降效果的证据。例如，ISS分析表明表面上的Na和氯(Cl)随催化剂老化而增加。XPS数据显示，表面Na和Cl的结合能力对应于老化催化剂的表面上NaCl的形成，C1被从气体进料吸附。参见例如出版物，G.HoflundandD.Minahan，标题为“StudyofCs-promotedα-alumina-supportedsilver,ethyleneepoxidationcatalysts”JournalofCatalysis,162,1996,48和“Ion-beamcharacterizationofalumina-supportedsilvercatalystsusedforethyleneepoxidation”NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchSectionB:BeamInteractionswithMaterialsandAtoms,118,Issues1-4,1996,517。上述出版物中建议通过表面氯提供的驱动电位加速Na从粘合剂迁移到表面。