高选择性氧化乙烯催化剂启动的方法技术

提供了一种乙烯环氧化工艺的启动方法。该方法包括通过将进料气体组合物在环氧化催化剂存在下于约180℃至约210℃的第一温度下反应而引发环氧化反应。第一温度在约6h至约50h的时间内升高至约230至约290℃的第二温度，而同时加入足量浓度的减速剂以使在达到第二温度之后催化剂上吸附的减速剂量为约10至约50g/m3催化剂。第二温度维持约50至约350h，而同时将进料气体组合物调节至包含约0.5%至约25%的CO2。第二温度降低至第三温度，而同时将减速剂浓度升高至大于所述足够浓度的水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高选择性氧化こ稀催化剂启动的方法
技术介绍
こ烯氧化的高选择性银基催化剂的启动需要特殊的方法与步骤。这种催化剂，尤其是在其含有Re作为助催化剂时，在其能够提供预期的高性能之前需要一个引发期。在现有技术中，Lauritzen的美国专利No. 4，874，879和P. Shankar的美国专利No. 5，155，242，都公开了在向进料中加氧之前要进行新制含Re催化剂的预氯化作用。在这些公开内容中，这种催化剂首先采用含こ烯、甲烷和氯こ烷的进料气体进行预氯化。此后向进料中加入氧并将反应温度保持低于273°C。实际中要对反应条件作出几次调节而使之提供最佳性能。这个预氯化步骤，声称能够增强含铼催化剂的活性，而容许在低温下引发(启动运转，start-up)ο其它启动エ艺公开于J. Lockemeyei*的美国专利申请出版物No. 2004/0049061中。 具体而言，J. Lockemeyer的出版物要求授权通过用含氧进料在催化剂温度超过250°C时接触催化剂高达150h的持续时间而改进负载的高选择性环氧化催化剂之选择性的方法，这种催化剂含有至多O. 17g/m2载体表面积。在该公开内容中没有提及减速剂浸透步骤。Evans的美国专利No. 7，102，022，要求保护通过用含氧进料接触催化剂床的烯烃环氧化工艺的引发方法，这种环氧化工艺包括银基高选择性环氧化催化剂。在这种处理方式中，催化剂床的温度超过260°C至少150h的一段时间。除了氧之外，ー种或多种选自烯烃、ニ氧化碳、惰性气体和反应改性剂，如有机卤化物，都能够存在于进料中。然而，有人认为，进料中这些附加组分的存在并不认为触及该专利技术的实质。然而，当进料包括加入有机卤化物时，其浓度范围基于卤素含量计算而相对于总进料为I至30ppm。在该专利技术公开中没有提及减速剂浸透步骤。前述出版物公开了在对于某些催化剂的ー些情况下可以是有效的引发方法与步骤。然而，因为在最佳性能条件下操作高选择性催化剂的重要性，则开发这些催化剂的新的和改进的引发方法仍存需要。
技术实现思路
本专利技术涉及ー种こ烯环氧化工艺的启动(开エ)方法，包括通过将含有こ烯和氧(气)的进料气体组合物在环氧化催化剂存在下于约180°C至约210°C的第一温度下反应而引发环氧化反应；将第一温度在约6小时至约50小时的一段时间升高至约230至约290°C的第二温度，而同时加入足量浓度的减速剂(moderator)使得在达到第二温度之后催化剂上吸附的氯化物减速剂的量为约10至约50g/m3催化剂；将第二温度维持约50至约350小时的一段时间，而同时将进料气体组合物调节至包含约O. 5%至约25%的CO2 ;和将第二温度降低至第三温度，而同时将减速剂浓度升高至大于所述足够浓度的水平。具体实施例方式现有技术已经公开了こ烯氧化的高选择性银基催化剂的启动需要ー个特殊的方法与步骤，在高温下要延长一段时间完成。进料中减速剂的存在据报道对所报告的调整(conditioning)并不重要。本申请的申请人已经发现，在升高该温度之前启动给料程序将会导致过饱和状态。在另一方面，在加热升温的时间之后，至调整温度(conditioning temperature),给料催化剂将会导致调整阶段的早期阶段反应失控。本专利技术提供了ー种方法，避免了与启动这个给料程序太早或太迟相关的问题。本申请的申请人已经发现，这种高选择性银基催化剂的“调整”，尤其是如果其含有Re作为助催化剂时，如果该催化剂采用反应减速剂进行给料，在两个不连续步骤(离散的步骤，discrete st印)中，将是更有效的。根据本专利技术，通过用卤代烃减速剂化合物浸透而给料这种催化剂，应该在催化剂加热升温至第二调整温度期间启动。还据发现，采用本专利技术的エ艺，需要用给定Cl水平饱和催化剂床所需的时间周期 比在启动加热升温时间之前或完成加热温度之后完成要短得多。第二个给料程序在调整时间结束之后进行实施。在这个第二步骤之后所加的減速剂通常是在第一给料步骤中所用量的部分(分数)。该第二给料程序应该在下降至第三温度期间或之后进行。在本专利技术的实施方式中，减速剂通常包括但不限于有机氯化物，如但不限于氯甲烷、氯こ烷、氯丙烷和其它氯代烷烃，以及氯代烯烃如氯こ烯和氯丙烯。并不排除使用其它有机氯化物，以及其它有机卤化物。具体而言，这种减速剂物质g在包括进料气体混合物中的所有有机氯化物(或可替代的有机卤化物)部分(moiety)的有效总和。进料气体混合物中有机氯化物部分的数量一般范围以体积计为0. 5至5ppm。在实施本专利技术启动方法之前，催化剂可以要通过将惰性气体如氮通入而在整个催化剂床内吹扫。本专利技术启动方法通过首先采用可供利用的外部热源例如蒸汽加热包括整个上面流过气体例如氮气的高选择性催化剂的反应器升温至第一温度开始，而同时停留在反应器设计限制内而维持25%至100%设计速率内的反应器设计气体流量。采用外部热源辅助，反应器温度升高至通常为约180至约210°C的第一温度。通常该温度保持约0. 15h或更长的一段时间。在一种实施方式中，这个保持的时间段为约0. 5h至约48h。一旦反应器达到第一温度，则こ烯和随后的氧(气)引入反应器进料气体中。在该引入过程中，反应器中烯烃浓度累积至通常约2%至约15%的范围。催化剂启动早期阶段的反应条件将会表现出较低的选择性。这是预期的，因为新制催化剂的表面并不含有众所周知的燃烧抑制性的氯化物组分。在这个低选择性阶段，进料将含有最低水平的こ烯和氧。而将会主要含有惰性气体，氮气、甲烷和ニ氧化碳中的一种或组合。在第一温度下减速剂可以容许在最短的时间内和最小可能的量加入进料中。然而，优选在开始将温度向第二温度升高之前不容许将催化剂暴露于减速剂。氧(气)通常在反应器进ロ处引入浓度为约0. 5%至约3%的范围。在前述引入步骤期间，调节烯烃和氧(气)浓度以产生足够的反应热而将会逐渐容许将反应器温度在约6至约50h内升高至第二温度，这个温度大于第一温度。通常情况下，第二温度的范围为约230至约290°C。在反应器中维持这个第二温度约50至约350h的一段时间。进料中こ烯和氧(气)的水平经过指定为提供能够产生所需热量而将第一温度升高至第二温度的自持反应(self sustaining reaction)。例如,在进料中こ烯浓度范围为约1%至约7%，而优选为约2%至约5%。在这个加热升温阶段氧(气)浓度应该为约O. 2%至约2%，优选约O. 5%至约1%。最初，进料中所有的氧都被消耗而反应器流出物将实际上无氧而选择性将处于40%至50%的范围。然而，这些结果将仅仅持续约6至15h的有限的加热升温时间，在此期间第一温度将会升高至第二温度。进料气体中有机氯化物物质的浓度在温度升高期间为约O. 2ppm至约2ppm而其精确值经过计算而以指定的量在温度升高至第二温度结束时或结束之后载入催化剂床。对于由于温度升高而达到第二温度的这个时间，減速剂，例如有机氯化物将会在此阶段“浸透”吸附于催化剂上的量为10至50g/m3催化剂。优选在这个阶段减速剂吸附于催化剂上的量为约15至约40g/m3催化剂。减速剂被催化剂吸附直至催化剂达到稳定状态，在此点上催化剂活性不太高而更具有选择性，因此减速剂和氧都存在于流出物中。(在温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳比勒·里兹卡拉，诺尔玛·B·卡斯塔尼奥拉，吉里什·德赛，
申请(专利权)人：科学设计公司，
类型：发明
国别省市：