[发明专利]银催化剂的制备

说明书

                         发明背景

发明领域

本发明涉及在乙烯转变为环氧乙烷的气相氧化过程中使用的有载体的银催化剂的制备。其方法是用一种银盐/胺溶液浸渍载体，再将所得到的浸渍过的载体在受控的温度条件下和惰性气氛中煅烧，制成所述的银催化剂。

先有技术描述

用于乙烯转变为环氧乙烷的气相氧化过程的有载体的银催化剂的制备方法是已知的，该方法包括用银盐/胺溶液浸渍载体，如氧化铝。美国专利3,702,359就是这种方法的例子。用类似的方法制备还包含碱金属助催化剂的银催化剂的方法可参见例如美国专利3,962,136。此外，制备用碱金属和铼促进的、并含有选自硫、钼、钨、铬及其混合物等共助催化剂的银催化剂的相似方法可参见美国专利4,766,105。

用这些先有技术制备催化剂的方法包括：将载体浸渍在银/胺溶液中，溶液中可含有各种助催化剂，然后，再将浸渍过的载体在强制空气炉中加热至约275℃，使银还原成金属银，并使催化剂中的易挥发物分离出来。

在1993年2月25日提交的共同未决申请系列号08/024,477中，银催化剂的制备是将载体浸渍在一种有机酸(如新癸酸)的银盐的烃溶液中，然后在惰性气体(如氮气)中、在不超过500℃的温度下，进行分级活化。

                    发明简述

按照本发明，提供了一种用于乙烯转变为环氧乙烷的气相氧化过程的银催化剂的改进的制备方法。用一种银/胺浸渍溶液浸渍一种常用的载体，如氧化铝。其后，将浸渍过的载体在约300℃～500℃的温度范围内焙烧一段足够的时间，使银组份还原成金属银，并使挥发性分解产物从含银载体中分离出去。本发明催化剂制备方法的一个关键特点是避免含银载体在至少约250℃以上温度，优选在超过100℃的温度，与含氧的气氛接触。在浸渍过的载体加热到并保持在300℃～500℃，以及在煅烧过的催化剂从300℃～500℃冷却至200℃或更低，优选100℃或更低，这两个过程中，含银载体要保持与惰性气氛，如氮气或氦气接触。

                     附图简述

图1.是在400℃、氮气中煅烧所制得的本发明的银催化剂的扫描电镜显微照片。

图2.是按照与本发明方法相似的先有技术方法，在270℃、空气中煅烧制得的银催化剂的扫描电镜显微照片。

图3.是按相似的制备方法，但是在400℃、空气中煅烧制得的银催化剂的扫描电镜显微照片。

图4.是在400℃、氮气中煅烧所得的本发明的银催化剂的扫描电镜显微照片。

图5.是按与图4相似的方法，但是在270℃、空气中煅烧制得的银催化剂的扫描电镜显微照片。

图6.是按与图4相似的方法，但是在400℃、空气中煅烧制得的银催化剂的扫描电镜显微照片。

                    发明详述

按照本发明制备的优选的催化剂包含至多20％重量的银，以金属表示，该银沉积在表面上多孔耐火载体的表面上及每一个孔隙中。银含量高于催化剂总重量的20％也是有效的，但造成了催化剂不必要的昂贵。以金属表示，银含量占催化剂总重量的约5～15％是优选的，如果银的含量在8～13％则尤其优选。

可用作催化剂载体的有氧化铝、二氧化硅、氧化硅铝或它们的混合物。优选的载体是那些含有α-氧化铝的，特别是那些含有至多约15wt％二氧化硅的载体。特别优选的载体应具有约0.1～1.0cc/g的孔隙率，优选约0.2～0.7cc/g的孔隙率。优选的载体还应具有相当低的表面积，即约0.2～2.0m²/g，优选0.4～1.6m²/g，最优选0.5～1.3m²/g，均按BET法测定。参见美国化学会志，60，3098-16(1938)。孔隙率是用水银孔率计测定的；参见Drake和Ritter，《工业工程化学分析》(Ind.Eng.Chem.Anal.Ed.，)17，787(1945)。孔和孔的直径是通过表面积和表面孔隙率来确定的。

对于工业环氧乙烷的生产应用而言，载体应制成有规则形状的丸、球、环等形式。理想的是，载体颗粒的“当量直径”范围应在3～10mm，范围在4～8mm则更好，它通常是与放置催化剂的管的内径相一致的。“当量直径”是指具有和所用载体颗粒相同的外表面(即忽略颗粒孔内的面积)/体积比的小球的直径。