[發(fā)明專利]用于銀催化劑的氧化鋁載體及催化劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310565510.9
• 申請(qǐng)日: 2013-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN104624246A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣文貞;李金兵;陳建設(shè);張志祥;蔣軍;王輝;代武軍;崔寶林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號(hào): B01J32/00
• 分類號(hào): B01J32/00;B01J21/04;B01J35/02;B01J23/50;C07D301/10;C07D303/04
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧化鋁載體及催化劑。具體地說，本發(fā)明涉及一種用于銀催化劑的氧化鋁載體及所述銀催化劑。

背景技術(shù)

目前世界上環(huán)氧乙烷生產(chǎn)均采用乙烯用純氧直接氧化法技術(shù)，而銀催化劑是乙烯和氧氣選擇性氧化反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的唯一有效催化劑。在銀催化劑作用下乙烯環(huán)氧化主要生成環(huán)氧乙烷，同時(shí)發(fā)生副反應(yīng)生成二氧化碳和水等，其中選擇性、穩(wěn)定性和活性是銀催化劑的主要性能指標(biāo)。所謂選擇性是指反應(yīng)中乙烯轉(zhuǎn)化成環(huán)氧乙烷的摩爾數(shù)和乙烯的總反應(yīng)摩爾數(shù)之比。所謂穩(wěn)定性則表示為活性和選擇性的下降速率，下降速率越小，催化劑的穩(wěn)定性越好。所謂活性是指環(huán)氧乙烷生產(chǎn)過程達(dá)到一定反應(yīng)負(fù)荷時(shí)所需的反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度越低，催化劑的活性越高。對(duì)于工業(yè)銀催化劑來說，選擇性、穩(wěn)定性和活性除了與催化劑本身性質(zhì)密切相關(guān)外，也與催化劑的裝填量（重量）相關(guān)。對(duì)特定型號(hào)的催化劑來說，裝填量小意味著催化劑有效活性點(diǎn)少，在產(chǎn)量不變的條件下，活性點(diǎn)少就會(huì)增加每個(gè)活性點(diǎn)的反應(yīng)負(fù)荷從而降低催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性。因此，在滿足壓力降要求的條件下提高催化劑的裝填量有利于提高催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性。

工業(yè)上生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的反應(yīng)器是典型的固定床反應(yīng)器，這是一種列管式反應(yīng)器，銀催化劑裝填在反應(yīng)器列管中，對(duì)具體的某一臺(tái)反應(yīng)器來說，催化劑的裝填體積是固定不變的，而催化劑的裝填重量是由催化劑的堆積密度決定的，催化劑的堆積密度越大，則裝填重量越大，相反，則裝填重量越小。

近年來催化劑載體強(qiáng)度得到很大提升，制造技術(shù)也在不斷進(jìn)步。催化劑載體可以做出更多的孔和形狀，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是提高了載體孔隙率，降低了床層壓力降，有利于傳質(zhì)傳熱提高催化劑的性能；缺點(diǎn)是降低了催化劑的床層堆積密度和裝填量（重量）。

希望通過改變催化劑載體外形，在盡可能保持原有載體優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)克服缺點(diǎn)，在保證床層壓力降要求的前提下，提高催化劑的裝填量并改善催化劑的床層堆積狀態(tài)，從而提高催化劑的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，對(duì)用于傳統(tǒng)外形的銀催化劑的氧化鋁載體進(jìn)行改進(jìn)，提供一種具有新穎形狀的氧化鋁載體，可以優(yōu)化催化劑床層堆積密度和壓降，并使催化劑堆積狀態(tài)更均勻的新形狀氧化鋁載體。該載體是在傳統(tǒng)的圓柱狀外形的氧化鋁載體的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，將圓柱外形的載體兩端改為圓形或近似圓形。該形狀載體可以在制造過程中改變兩端面的圓度來適應(yīng)催化劑裝填量和壓降的要求。可以有效提高催化劑的裝填量，優(yōu)化催化劑的堆積狀態(tài)，提高銀催化劑的性能。

利用本發(fā)明提供的載體制備的銀催化劑用于烯烴環(huán)氧化反應(yīng)，尤其是乙烯環(huán)氧化制備環(huán)氧乙烷，具有較高選擇性、活性和穩(wěn)定性。

本發(fā)明首先提供了一種用于銀催化劑的氧化鋁載體，所述氧化鋁載體包括柱狀部分和端面部分，其中端面部分為球冠形而直接連接于所述柱狀部分或者所述端面部分包括端面和所述端面與柱狀部分的側(cè)面連接的過渡面。

在本發(fā)明所述的銀催化劑的氧化鋁載體的一個(gè)實(shí)施方式中，所述過渡面為平面或者弧面過渡面。即所述圓柱狀的兩端截面圓形的直徑小于所述氧化鋁柱狀主體的中間截面圓的直徑。

在本發(fā)明所述的銀催化劑的氧化鋁載體的一個(gè)實(shí)施方式中，在所述氧化鋁載體的軸向方向設(shè)有一個(gè)或多個(gè)通道。由于通道的原因使載體堆積密度的降低，可以相應(yīng)降低載體基體兩端的截面圓的直徑，從而改善堆積狀態(tài)，提高堆積密度。

在本發(fā)明所述的銀催化劑的氧化鋁載體的一個(gè)實(shí)施方式中，所述氧化鋁載體的軸向方向上設(shè)有5-10個(gè)通道。

在本發(fā)明所述的銀催化劑的氧化鋁載體的一個(gè)實(shí)施方式中，所述氧化鋁載體的柱狀部分的直徑為4-10mm。

在本發(fā)明所述的銀催化劑的氧化鋁載體的一個(gè)實(shí)施方式中，所述氧化鋁載體的端面部分的最小直徑為1-5mm。

在本發(fā)明所述的銀催化劑的氧化鋁載體的一個(gè)實(shí)施方式中，所述氧化鋁載體的整體長(zhǎng)度為6-10mm。

在本發(fā)明所述的銀催化劑的氧化鋁載體的一個(gè)實(shí)施方式中，所述端面部分的長(zhǎng)度為2-4mm。

本發(fā)明還提供了一種所述氧化鋁載體的制備方法，包括將α-三水A1₂O₃和假一水A1₂O₃混合后在模具中壓制成型，即得到所述氧化鋁載體。

本發(fā)明中的所述氧化鋁載體可用任何能夠制得氧化鋁載體的方法制備，制造簡(jiǎn)便，成本較低。如可以采用壓片的方法來制備，在制備傳統(tǒng)氧化鋁載體的壓片機(jī)的基礎(chǔ)上，更換相應(yīng)形狀的壓片模具即可生產(chǎn)出相應(yīng)形狀的如本發(fā)明所述的氧化鋁載體。