环氧化催化剂制造技术

一种环氧化催化剂，其包含沉积在氧化铝载体上的银、铯、铼和钨，其中所述催化剂包含相对于催化剂的重量计20至50重量％的银、至少7.5毫摩尔/千克催化剂的铯量c

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环氧化催化剂
[0001]本专利技术涉及对乙烯氧化转化成环氧乙烷有效的催化剂、制备所述催化剂的方法和通过在所述催化剂存在下借助氧气的乙烯气相氧化制备环氧乙烷的方法。
[0002]环氧乙烷以大批量生产并主要用作生产几种工业化学品的中间体。对于乙烯向环氧乙烷的工业氧化，使用包含金属银的多相催化剂。催化剂性能可以例如通过选择性、活性和催化剂活性的寿命表征。选择性是产生所需烯烃氧化物的转化烯烃的摩尔分数。即使选择性的微小改进和更长时间维持选择性也会在工艺效率方面带来巨大的收益。
[0003]合适的环氧化催化剂通常通过将金属银沉积在载体上获得。已经开发出高选择性银基环氧化催化剂，其将选择性扩展到更接近化学计量极限的值。除了银作为活性组分外，这样的高选择性催化剂还包含用于改进催化剂的催化性质的促进物类(promoting species)，如例如WO 2007/122090 A2和WO 2010/123856 A1中所述。促进物类的实例包括碱金属化合物和/或碱土金属化合物，以及过渡金属如铼、钨或钼。
[0004]WO 2019/154832 A1描述了对乙烯氧化转化成环氧乙烷有效的催化剂，其包含氧化铝载体和施加到载体上的银，其中所述催化剂包含限定量的铯、铼、钨和特定的硅/土金属(earth metal)摩尔比。
[0005]仍然需要能够通过乙烯的气相氧化更高效转化环氧乙烷的环氧化催化剂，特别是表现出高选择性和高活性的催化剂。
[0006]本专利技术涉及一种环氧化催化剂，其包含沉积在氧化铝载体上的银、铯、铼和钨，其中所述催化剂包含相对于催化剂的重量计20至50重量％的银、至少7.5毫摩尔/千克催化剂的铯量c
Cs
和满足以下要求的铼量c
Re
(以mmol/kg计)和钨量c
W
(以mmol/kg计)：
[0007]c
Re
≥6.7毫摩尔/千克催化剂；和
[0008]c
Re
+(2
×
c
W
)≥13.2毫摩尔/千克催化剂。
[0009]发现所使用的促进物类的最佳量在一定程度上是相互依赖的。通过增加铯c
Cs
含量和合计的铼c
Re
和钨c
W
含量观察到的协同效应能使催化剂具有尤其高的选择性和活性。不希望受制于理论，但相信，铼和钨在一定程度上可互换，因为这两种元素都主要以氧四重配位的形式存在，即作为高铼酸盐和钨酸盐。
[0010]该催化剂包含相对于催化剂的重量计20至50重量％的银。优选地，该催化剂包含相对于催化剂的重量计25至40重量％的银。最优选地，该催化剂包含相对于催化剂的重量计26至35％的银。在这一范围内的银含量能够实现由催化剂引发的周转率(turnover)与生产催化剂的成本效率之间的有利平衡。
[0011]该催化剂包含至少7.5毫摩尔/千克催化剂的铯量c
Cs
。特别优选的是，该催化剂包含7.5至12.4毫摩尔/千克催化剂，尤其是7.9至10.0毫摩尔/千克催化剂的铯量c
Cs
。如果c
Cs
超过最佳水平，可能实现较差的结果。
[0012]该催化剂满足要求c
Re
+(2
×
c
W
)≥13.2毫摩尔/千克催化剂。优选地，该催化剂满足要求c
Re
+(2
×
c
W
)≥13.4毫摩尔/千克催化剂。最优选地，该催化剂满足要求c
Re
+(2
×
c
W
)≥13.5毫摩尔/千克催化剂或c
Re
+(2
×
c
W
)≥14.0毫摩尔/千克催化剂。
[0013]特别地，该催化剂可以满足要求c
Re
+(2
×
cW)＝13.2至20.8毫摩尔/千克催化剂。优
选地，该催化剂满足要求c
Re
+(2
×
cW)＝13.4至18.8毫摩尔/千克催化剂。最优选地，该催化剂满足要求c
Re
+(2
×
c
W
)＝13.5至16.2毫摩尔/千克催化剂。如果c
Re
和/或c
W
超过最佳水平，可能实现较差的结果。
[0014]优选地，选择铯量c
Cs
、铼量c
Re
和钨量c
W
以使c
Cs
与[c
Re
+(2
×
c
W
)]的比率在0.4至1.0，更优选0.5至0.7的范围内。
[0015]该催化剂包含至少6.7毫摩尔/千克催化剂的铼量c
Re
。优选地，该催化剂包含6.7至10.0毫摩尔/千克催化剂，尤其是6.8至8.0毫摩尔/千克催化剂的铼量c
Re
。
[0016]优选地，该催化剂包含至少3.2毫摩尔/千克催化剂的钨量c
W
。特别优选的是，该催化剂包含3.2至5.4毫摩尔/千克催化剂，尤其是3.4至4.1毫摩尔/千克催化剂的钨量c
W
。
[0017]发现使用铼和钨促进剂(promoter)的组合令人惊讶地比单独使用这些促进剂更有效。在一个特别优选的实施方案中，该催化剂包含6.7至10.0毫摩尔/千克催化剂的铼量c
Re
和3.2至5.4毫摩尔/千克催化剂的钨量c
W
。尤其优选的是，该催化剂包含6.8至8.0毫摩尔/千克催化剂的铼量c
Re
和3.4至4.1毫摩尔/千克催化剂的钨量c
W
。
[0018]在一些实施方案中，该催化剂可包括促进量(promoting amount)的除铯以外的碱金属(“附加碱金属”)或两种或更多种这样的碱金属的混合物，如锂、钠、钾、铷或其组合。相对于催化剂的总重量计，附加碱金属，例如锂和/或钾的总量通常为10至200mmol/kg，更通常20至150mmol/kg，最通常40至120mmol/kg。附加碱金属的量通过载体贡献的附加碱金属量和下述浸渍溶液贡献的附加碱金属量测定。
[0019]优选地，该催化剂含有至少两种选自钠、钾和锂的轻碱金属。更优选地，该催化剂含有钠、钾和锂。
[0020]优选地，该催化剂包含至少14.0毫摩尔/千克催化剂，优选40至100毫摩尔/千克催化剂的锂量c
Li
。
[0021]优选地，该催化剂包含12.0毫摩尔/千克催化剂或更少，优选3.8至8.0毫摩尔/千克催化剂的钾量c
K
。
[0022]优选地，该催化剂包含小于10毫摩尔/千克催化剂，优选0.43至4.3毫摩尔/千克催化剂的钠量c
Na
。
[0023]该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种环氧化催化剂，其包含沉积在氧化铝载体上的银、铯、铼和钨，其中所述催化剂包含相对于催化剂的重量计20至50重量％的银、至少7.5毫摩尔/千克催化剂的铯量c
Cs
和满足以下要求的铼量c
Re
和钨量c
W
：c
Re
≥6.7毫摩尔/千克催化剂；和c
Re
+(2
×
c
W
)≥13.2毫摩尔/千克催化剂。2.根据权利要求1的催化剂，其包含至少3.2毫摩尔/千克催化剂的钨量c
W
。3.根据权利要求1或2的催化剂，其包含6.7至10.0毫摩尔/千克催化剂，优选6.8至8.0毫摩尔/千克催化剂的铼量c
Re
。4.根据前述权利要求任一项的催化剂，其包含3.2至5.4毫摩尔/千克催化剂，优选3.4至4.1毫摩尔/千克催化剂的钨量c
W
。5.根据前述权利要求任一项的催化剂，其包含7.5至12.4毫摩尔/千克催化剂，优选7.9至10.0毫摩尔/千克催化剂的铯量c
Cs
。6.根据前述权利要求任一项的催化剂，其包...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：