[发明专利]具有双峰孔径分布的催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明总体属于可用于将烯烃环氧化成烯烃氧化物的催化剂，更具体 属于由于载体设计中的改善而具有改善的选择性的这样的催化剂。

背景技术

对生产用于烯烃的环氧化的改善的催化剂存在持续的兴趣。特别感兴 趣的是用于乙烯的高选择性环氧化的催化剂。这些催化剂典型地包含多孔 耐火载体如α-氧化铝，在所述α-氧化铝的表面上具有催化量的银和有助于 提高环氧化工艺中选择性的至少一种助催化剂(promoter)。碱金属和过渡 金属作为用于银催化剂的助催化剂的使用对于通过在气相中将乙烯部分 氧化而生产环氧乙烷来说是熟知的。催化剂的实例披露在美国专利 4,010,155；4,012,425；4,123,385；4,066,575；4,039,561和4,350,616中。 如在美国专利4,761,394和4,766,105中所讨论的，除了银之外，这种高选 择性催化剂还包含选择性增强助催化剂如铼、钼、钨或者形成硝酸盐或亚 硝酸盐的化合物。所述催化剂可包含另外的元素如碱金属，如在美国专利 3,962,136和4,010,115中所描述的。

在过去二十年中，描述了铼在改善由耐火多孔载体负载的碱金属助催 化(促进)的银基催化剂的选择性中是有效的。本领域中的一些参考文献 是美国专利4,761,394和4,833,261。在美国专利4,766,105；4,820,675和 4,808,738中公开了通过使用硫、Mo、W、Cr，利用碱金属和铼助催化(促 进)的银基催化剂的进一步改进。EP 1 074301 B1和WO 2002/051547公开 了对C₂-C₁₆烃的脱氢具有双峰孔径分布的催化剂，其含有氧化铝、氧化钛 和/或氧化硅以及第一和第二主族中的至少一种元素、第三副族的元素和第 八副族的元素。

除了负载的银基环氧化催化剂的化学组成之外，制成的催化剂(最终 的催化剂)载体的物理特性也已经是催化剂开发的不可缺少的部分。通常， 银基催化剂载体显示出特有的孔体积和孔径分布。此外，表面积和吸水率 对于这种催化剂载体是熟知的特性。现在已经发现，制成的催化剂的物理 特性和所述特性对催化剂性能的影响比先前认为到的更为复杂，特别是如 果利用铼对催化剂进行助催化(促进)。除了表面积之外，现在已经发现， 孔体积和孔径分布、孔径分布的模式，特别是不同模式的数量和具体特性 对催化剂选择性具有重要的积极影响。

已经出乎意料地发现，当在具有多峰(例如双峰)孔分布的固体载体 上沉积银、铼和助催化剂时，可以获得改进的催化剂选择性。

发明内容

在一个方面中，本发明涉及一种烯烃环氧化催化剂，其包含具有至少 两种孔径分布(即至少两种孔分布模式)的催化剂载体(即，载体(carrier))， 各个孔径分布具有不同的平均孔径和不同的最大浓度孔径。所述至少两种 孔径分布优选在约0.01μm至约50μm的孔径范围内。所述催化剂还包含 催化有效量的银、促进量(助催化量)的铼和促进量(助催化量)的一种 或多种碱金属。

在一个实施方式中，所述载体(carrier)的至少一种孔径分布在约0.01 μm至约5μm的孔径范围内。

在另一个实施方式中，所述载体的至少一种孔径分布在约5μm至约 30μm的孔径范围内。

在另一个实施方式中，所述载体的至少两种孔径分布在约0.01μm至 约5μm的孔径范围内。

在又一个实施方式中，所述载体的至少两种孔径分布在约5μm至约 30μm的孔径范围内。

在又一个实施方式中，孔径分布中的至少一种在约0.01μm至约5μm 的孔径范围内，且孔径分布中的至少一种在约5μm至约30μm的孔径范 围内。可替换地，孔径分布中的至少一种具有在约0.01μm至约5μm(例 如等于或小于5μm)内的平均孔径，且孔径分布中的至少一种具有在约5 μm(例如等于或大于5μm)至约30μm内的平均孔径范围。

在一个特别的实施方式中，所述载体(support)具有由孔的第一模式 和孔的第二模式构成的双峰孔径分布。优选地，所述孔的第一模式具有在 约0.01μm至约5μm范围内的平均孔直径且所述孔的第二模式具有在约5 μm至约30μm范围内的平均孔直径。