生产环氧化催化剂的方法和利用所述环氧化催化剂的环氧化方法技术

本发明专利技术提供了生产环氧化催化剂的方法。本方法能够在比本领域以前所认识到的更低的真空度(具有较高的最低残压)下，生产具有期望的催化物质负载量水平的催化剂，从而提供设备成本和时间的节约。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产环氧化催化剂的方法和利用所述环氧化催化剂的环氧化方法
本文中提供了生产环氧化催化剂的方法。有利地和出乎意料地，所述方法能够利用成本有效的真空度在载体上沉积最佳量的催化物质。
技术介绍
催化剂是许多化学制造工艺的重要组分，并且通常可以用来加速所讨论的反应的速率和/或提高对期望产物的选择性或效率。结合许多反应进行应用，催化剂在烯烃的环氧化中发现了特别有利的用途，而烯烃的环氧化是日化行业中有显著商业重要性的工艺。在环氧化反应中，含有至少烯烃和氧的进料与催化剂接触，引起相应的烯烃氧化物的形成。特别有商业重要性的烯烃环氧化的一个例子是烯烃(alkylene)、或烯烃混合物的环氧化，并且为了商业上可行，这种环氧化反应尤其可依赖于高性能催化剂。一段时间以来，本领域技术人员一直在积极寻求改善环氧化催化剂的效率和/或活性，因为在工业规模上即使选择性轻度增加、例如1％，也可以显著地减少与环氧化过程有关的运行成本。认为能够改善催化剂性能的一种方法是在其上浸渍最佳量的催化物质。进而认为，这种催化物质能够沉积在载体上的量与所述催化剂载体的表面积、孔隙大小分布、吸水性和总孔体积的一种或多种有关。因此，许多工作已经集中在提供具有这些性质的组合的载体，使得不仅提供商业上有用的足够坚固的载体，而且还可以容易地浸渍需要量的催化物质。对具体浸渍条件、以及浸渍条件对最终沉积的催化物质的量的影响所付出的关注甚少，但是一般认为需要在相当高的真空条件下进行浸渍。更具体而言，本领域中认识到，为了从载体的孔隙中除去夹带的空气并从而帮助所述催化物质或其前体渗透到其中，需要高真空度，即具有低的最低残压的真空度，例如不超过1-2英寸绝对汞柱(34-68毫巴)。然而，使用过高的真空度会不期望地增加催化剂生产方法的设备成本、以及时间。提供一种方法，所述方法提供可利用具有期望特性的载体、达到期望水平的催化物质负载量、同时还使用较少资源的这类催化剂，将是有益的。
技术实现思路
本专利技术提供了这样的方法。更具体而言，现在已经令人惊讶地发现，即使其上待浸渍催化物质或其前体的载体被抽空到最低残压比本领域所认识到的需要达到的最低残压更高的较低真空度，仍可达到期望水平的催化剂物质负载量，例如最大负载量的80％至98％。这是意想不到的，因为本领域中以前已经认为，随着表面积趋于上升和孔隙尺寸相应地趋于下降，将需要抽至最低残压更低的较高真空以便从中排空空气，并帮助将浸渍溶液渗透到其中以提供期望的负载量水平。本方法能够在比本领域以前认识到的更低的真空度(具有更高的最低残压)下，产生具有期望的催化物质负载量水平的催化剂，从而提供设备成本和时间的节约。在第一个方面，本专利技术提供了提供环氧化催化剂的方法。所述方法包括将多孔载体暴露于最低残压大于135毫巴绝压的真空，并将所述载体与包含催化物质或其前体的浸渍溶液接触，同时就这样暴露。并且，在一些实施方式中，所述接触还可以在小于50℃、或小于40℃、或小于35℃的温度下发生。此外，如果需要，所述暴露、所述接触、或二者可以进行超过一次，并且在一些实施方式中，可以进行两次或更多次。所述真空的最低残压通常可以小于1000毫巴绝压。这样制备的载体可以通过在与过量的、即未浸渍的浸渍溶液分离之后，将其暴露于升高的温度、例如至少200℃来进一步处理。预计所述方法有益于可用作催化剂载体的任何载体，无论其物理性质如何。然而，在一些实施方式中，对以下载体可以提供特别的益处：i)表面积至少1.1m2/g和/或ii)孔径大于3微米的孔隙占总孔体积的至少5％和/或iii)在0.01微米至100微米的孔径范围内具有至少两个孔隙大小分布峰并且中值孔径大于1.1微米。此外，预计所述方法可用于提供包含任何期望催化物质的任何期望催化剂。在一些实施方式中，提供了环氧化催化剂，并且在这样的实施方式中，所述催化物质可理想地包含银。在这样的情况下，并且取决于所述载体的性质，在单一顺序的暴露、接触和在升高的温度下加工之后，可以在所述载体上提供至少10wt％Ag、或至少14wt％Ag、或甚至至少18wt％Ag的催化物质负载量，所述重量百分比是基于环氧化催化剂的总重量。环氧化催化剂通常包含一种或多种助催化剂，因此，所述浸渍溶液可以包含所述助催化剂。在一些实施方式中，所述一种或多种助催化剂可以包括铼、钼、钨、锂、硫、锰、铷、铯、钠、钾、或这些的组合。在其它实施方式中，所述一种或多种附加助催化剂可以包含铼和/或铯。通过本方法产生的环氧化催化剂由于在其上包含需要的催化物质负载量，预期表现出有利的性质，并且还预期相对于使用具有低得多的最低残压的高得多的真空度的常规方法，能够在成本节约下生产。因此，在另一个方面，提供了根据所述方法制备的环氧化催化剂。通过本方法提供的有利的催化物质负载量和成本节约不仅预期将转变为一种或多种催化剂性质的改善，而且预期提供利用所述催化剂的方法的改进。因而，并且在又一个方面，本专利技术提供了烯烃环氧化方法。所述方法包括将包含一种或多种烯烃和氧的进料在根据所述方法制备的催化剂存在下进行反应。提供给这样的方法的优点可以通过将由此生产的环氧烷用于进一步的下游加工中而更具优势，并因此在本专利技术的又一个方面提供了这种方法。更具体地，本专利技术还提供了制备1,2-二醇、1,2-二醇醚、1,2-碳酸酯、或烷醇胺的方法。所述方法包括将环氧烷转化成1,2-二醇、1,2-二醇醚、1,2-碳酸酯或烷醇胺，其中所述环氧烷通过利用根据所述方法制备的催化剂的工艺制备。附图说明当与附图一起考虑以下详细说明时，可以进一步理解和/或说明本专利技术的这些和其它特征、方面和优点。图1A是待进行根据一种实施方式的方法的载体A的孔隙大小分布的图示；图1B是待进行根据一种实施方式的方法的载体B的孔隙大小分布的图示；图2A是在载体A的Hg孔隙度测定期间累计侵入的图示；图2B是在载体B的Hg孔隙度测定期间累计侵入的图示；图3A是Ag溶液浸渍之前的最低残压(绝对)与用Ag-溶液第一次浸渍之后载体A和B上的Ag负载量之间关系的图示；和图3B是Ag溶液浸渍之前的最低残压(绝对)与用Ag溶液两次浸渍之后载体A和B上的总Ag负载量之间关系的图示。具体实施方式本说明书提供了某些定义和方法，以更好地限定本专利技术和指导本领域的普通技术人员实施本专利技术。对于具体的术语或短语提供或没有提供定义不意味着暗示任何特别的重要性、或没有重要性；而是，除非另外注明，术语将按照相关领域中普通技术人员的常规用法来理解。除非另有定义，否则在本文中使用的技术和科学术语都与本专利技术所属领域的技术人员通常理解的含义相同。环氧化反应的“选择性”，与“效率”是同义的，是指形成相应的烯烃氧化物产物的转化的或反应的烯烃的分率，表示为百分率。术语“效率”和“选择性”在本文中可互换使用。环氧化反应的活性可以用许多方式量化，一种是在反应器温度保持基本上恒定的同时，反应器的出口流中包含的烯烃氧化物相对于入口流中包含的烯烃氧化物的摩尔百分比(入口流中的烯烃氧化物的摩尔百分比通常，但是不一定，接近零百分比)；另一种是保持给定速率的烯烃氧化物生产所需要的温度。在很多情况下，活性是在指定的恒温下在一定时间内根据产生的烯烃氧化物的摩尔百分比测量的。作为替代方案，可以作为维持产生指定的恒定烯烃氧化物摩本文档来自技高网...

【技术保护点】
提供环氧化催化剂的方法，所述方法包括重复程序，所述重复程序包括将载体暴露于最低残压大于135毫巴绝压的真空，并将所述载体与包含催化物质或其前体的浸渍溶液接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.31 US 61/553,5771.制备环氧乙烷环氧化催化剂的方法，所述方法包括将载体暴露于最低残压大于200毫巴绝压的真空，并之后将所述载体与包含含有银的催化物质或其前体的浸渍溶液接触，其中所述载体在0.01微米到100微米的孔径范围内具有至少两个孔隙大小分布峰并具有大于1.1微米的中值孔径。2.权利要求1的方法，其中所述真空具有小于1000毫巴绝压的最低残压。3.权利要求1的方法，其中将所述载体从真空取出，并用所述浸渍溶液进行第二次浸渍，并且其中将所述载体暴露于相同或不同的真空度以进行第二次浸渍。4.权利要求1的方法，其还包括将所述暴露和接触的载体与所述浸渍溶液分离并然后将所述载体暴露于至少200℃的温度下。5.权利要求1的方法，其中所述载体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·M·迪瓦赛，A·C·刘，H·苏，
申请(专利权)人：陶氏技术投资有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US