[发明专利]含高沸点氧化添加剂的银浸渍溶液及其在环氧乙烷催化剂制备中的用途

说明书

一种银浸渍溶液包含：(i)银离子，(ii)含有2‑4个碳原子和2‑4个选自羟基、羧酸基和胺基的官能团的极性有机添加剂，条件是羧酸基只能与羟基或胺基一起存在，并且条件是胺基只能与羟基或羧酸基一起存在；和(iii)水；其中组分(i)和(ii)是水溶性的并溶于所述浸渍溶液中。本发明还描述了一种生产能有效地将乙烯氧化转化为环氧乙烷的催化剂的方法，该方法包括使用上述银浸渍溶液浸渍的耐火载体经受煅烧处理。本发明还描述了通过使用上述由银浸渍溶液生产的前述银催化剂将乙烯转化为环氧乙烷的方法。

技术领域

本公开涉及用于将乙烯氧化转化成环氧乙烷的银基环氧乙烷催化剂，并且特别涉及其制备。更具体地，本公开涉及包含高沸点氧化添加剂(例如，甘油或乙醇酸)的银浸渍溶液，以及它们在具有高选择性和/或活性的银基环氧乙烷催化剂的生产中的用途，至少在环氧乙烷生产的启动阶段的用途。

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)是指具有高于用于相同目的的高活性催化剂(HAC)的选择性值的那些催化剂。两种类型的催化剂包括作为耐火载体(即“载体”，例如铝)上的活性催化组分的银。通常，催化剂中包括一种或多种促进剂以改进或调节催化剂的性质，例如选择性。通常，通过掺入铼作为促进剂，HSC达到较高的选择性(通常超过87摩尔％或以上)。典型地，还包括选自碱金属(例如铯)、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)的一种或多种额外的促进剂。

还存在可能不具有典型地与HSC相关的选择性值，但是选择性值在HAC上得到改进的乙烯环氧化催化剂。这些类型的催化剂也可以被认为在HSC类别内，或者替代地，它们可以被认为属于单独的类别，例如“中等选择性催化剂”或“MSC”。这些类型的催化剂可以表现出至少83摩尔％和高达87摩尔％的选择性。与HSC和MSC相比，HAC是通常不包含铼的乙烯环氧化催化剂，并且因此不提供HSC或MSC的选择性值。通常，HAC包括铯(Cs)作为唯一的促进剂。

众所周知，银催化剂的两个最重要的性能标准是催化剂的选择性和活性，并且人们一直在努力改善这些特性。特别重要的是催化剂在启动阶段过程中(通常在典型的工业条件下将乙烯转化为环氧乙烷中使用的150小时内)的性能。通过在较长时间段内保持活性和选择性特征的有效水平，还一直在努力延长这些催化剂的使用寿命(即“寿命”或“使用寿命”)。但是，特别是关于启动阶段，仍然需要进一步提高这些催化剂的选择性和活性。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种银浸渍溶液(即，“液态含银溶液”)，其包含极性有机添加剂，该极性有机添加剂包含2-4个碳原子和2-4个选自羟基、羧酸和胺基的官能团，条件是羧酸基只能与羟基或胺基一起存在，并且胺基只能与羟基或羧酸基一起存在。在特定的实施方案中，极性有机添加剂选自乙二醇、丙二醇、甘油，赤藓糖醇、乙烷-1,1,2,2-乙四醇、乙醇酸、乳酸、甘氨酸、丙氨酸和天冬氨酸。更具体地，银浸渍溶液包括以下组分：(i)银离子，(ii)上述极性有机添加剂；和(iii)水。组分(i)和(ii)是水溶性的并且溶解在浸渍溶液中。本文令人惊讶地发现，在银浸渍溶液中包含极性有机添加剂导致乙烯氧化催化剂在选择性和/或活性方面(特别是在乙烯氧化过程的启动阶段)具有显著改善的性能。

在另一方面，本公开内容涉及一种用于生产有效地将乙烯氧化转化为环氧乙烷的催化剂的方法(即“银催化剂”)。在该方法中，将已经用上述银浸渍溶液浸渍的耐火载体进行煅烧处理以生产银催化剂。特别是在乙烯氧化反应的启动阶段，令人惊讶地发现所得催化剂在选择性和/或活性方面表现出改进的性能。在本文中还令人惊讶地发现，将使用上述银浸渍溶液制备的所得银催化剂暴露于至少80％的高湿度水平至少六小时，这进一步增加了高沸点含氧添加剂的选择性和/或活性益处。因此，本发明还涉及通过使用上述银催化剂将乙烯转化为环氧乙烷的方法，其中至少该工艺的启动阶段在选择性和/或活性方面得到了显著改善。

附图说明