[發(fā)明專利]銀催化劑組合物、制備該催化劑組合物的方法及該催化劑組合物用于乙烯環(huán)氧化反應(yīng)的用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310095416.1
• 申請(qǐng)日: 2004-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103212415A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·L·赫斯;M·馬圖斯;M·A·里查德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)際殼牌研究有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/68
• 分類號(hào): B01J23/68;C07D303/04;C07D301/10;C07C31/20;C07C29/10;C07C43/11;C07C41/02
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 王長(zhǎng)青

本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，其母案申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?00480008853.4，申請(qǐng)日為2004年3月30日，和發(fā)明名稱為“銀催化劑組合物、制備該催化劑組合物的方法及該催化劑組合物用于乙烯環(huán)氧化反應(yīng)的用途”。?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適用于乙烯環(huán)氧化反應(yīng)的催化劑組合物、制備該催化劑組合物的方法以及使用該催化劑組合物的乙烯環(huán)氧化反應(yīng)方法。?

背景技術(shù)

使用銀基催化劑進(jìn)行乙烯催化環(huán)氧化反應(yīng)已經(jīng)實(shí)踐了很長(zhǎng)時(shí)間。但已知常用銀基催化劑會(huì)以極差選擇性產(chǎn)生環(huán)氧乙烷。例如當(dāng)使用常用催化劑時(shí)，環(huán)氧乙烷的選擇性(以已轉(zhuǎn)化的乙烯的分?jǐn)?shù)表示)并未達(dá)到6/7或85.7摩爾%的極限以上。因此，以如下反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量為基準(zhǔn)計(jì)，長(zhǎng)久以來(lái)均認(rèn)為該極限為該反應(yīng)的理論最大選擇性：?

7C₂H₄+6O₂=>6C₂H₄O+2CO₂+2H₂O，?

參閱Kirk-Othmer′s?Encyclopedia?of?Chemical?Technology，第3版，1980年，第9冊(cè)，第445頁(yè)。?

但現(xiàn)代的銀基催化劑對(duì)環(huán)氧乙烷的制備具有極高選擇性。在乙烯環(huán)氧化反應(yīng)中使用這種現(xiàn)代催化劑時(shí)，環(huán)氧乙烷的選擇性可超過(guò)上述6/7或85.7摩爾%的極限。該高選擇性催化劑可含有作為活性組分的銀及一種或多種摻雜劑，如錸、鎢或鉬或形成硝酸根或亞硝酸根的化合物，或含錸、鎢或鉬或形成硝酸根或亞硝酸根的化合物的組分。通常該高選擇性催化劑含有一種或多種IA族金屬或一種或多種含IA族金屬的組分作為附加摻雜劑。優(yōu)選的IA族金屬為原子序數(shù)至少37的較高原子序數(shù)的IA族金屬，例如銣，特別為銫。該原子序數(shù)為至少37的IA族金屬在下文中被稱為“較高原子序數(shù)的IA族金屬”。高選擇性催化劑公開(kāi)在如?US-A-4761394及US-A-4766105及幾個(gè)后續(xù)公開(kāi)的專利申請(qǐng)中。?

正常操作時(shí)，該高選擇性催化劑尤其容易經(jīng)受與老化相關(guān)的性能衰退，且比常用催化劑更換得更頻繁。該老化現(xiàn)象的標(biāo)志是催化劑活性降低。通常，當(dāng)該催化劑的活性開(kāi)始降低時(shí)，必需增加反應(yīng)溫度以彌補(bǔ)活性的降低。可增加該反應(yīng)溫度，直到變多不希望地高為止，另外此時(shí)視為該催化劑處于其壽命終點(diǎn)，需要進(jìn)行更換。以經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來(lái)看，最希望是盡可能延長(zhǎng)該催化劑的壽命。?

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)在已意外地發(fā)現(xiàn)當(dāng)制備含較高原子序數(shù)的IA族金屬的高選擇性催化劑時(shí)，以鉀取代部分較高原子序數(shù)的IA族金屬，可改進(jìn)該催化劑的初始活性、該催化劑在其整個(gè)壽命周期內(nèi)的性能及該壽命本身。?

因此，本發(fā)明可提供一種催化劑組合物，其包含表面積為至少500米²/千克的載體及沉積在該載體上的以下物質(zhì)：?

-銀金屬，?

-包括錸、鎢、鉬的金屬或組分或形成硝酸根或亞硝酸根的化合物，及?

-包括原子序數(shù)為至少37的IA族金屬的IA族金屬或組分，及另外的鉀，?

其中式(Q_K/R)+Q_HIA的值在1.5-30毫摩爾/千克范圍內(nèi)，其中Q_HIA及Q_K分別表示存在于該催化劑組合物內(nèi)原子序數(shù)為至少37的IA族金屬及鉀的量(毫摩爾/千克)，Q_HIA與Q_K之比為至少1:1，Q_K值為至少0.01毫摩爾/千克，且R為1.5-5范圍內(nèi)的無(wú)量綱值，該單位毫摩爾/千克相對(duì)于催化劑組合物的重量計(jì)。?

本發(fā)明還提供一種制備催化劑組合物的方法，該方法包括選擇一種表面積為至少500米²/千克的載體，及在該載劑上沉積以下組分：?

-銀金屬，?

-包括錸、鎢、鉬的金屬或組分或形成硝酸根或亞硝酸根的化合物，及?

-包括原子序數(shù)為至少37的IA族金屬的IA族金屬或組分，及另外?的鉀，?