[发明专利]用于烯烃环氧化生产环氧化合物的银催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于烯烃环氧化生产环氧化合物的银催化剂及其制备方法。该银催化剂中镓元素质量含量为10‑5000ppm，银元素质量含量为10％‑50％。其制备方法为：用含有机胺、含银化合物、含镓化合物助剂、碱金属化合物助剂、碱土金属化合物助剂、ⅦB族金属化合物助剂及ⅥB族金属化合物助剂溶液浸渍α‑氧化铝载体，再经过沥滤、活化，即得到所述银催化剂。本发明还涉及该银催化剂在烯烃环氧化生产环氧化合物反应中的应用，特别是该银催化剂在应用于乙烯环氧化生产环氧乙烷的反应中表现了很好的选择性、活性及稳定性。

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种用于烯烃环氧化生产环氧化合物的银催化剂极其制备方法与应用。

背景技术

在烯烃环氧化生产环氧化合物反应中，在一定的反应条件下，含有烯烃和氧的反应混合气在催化剂的作用下，反应生产环氧化合物及少量的二氧化碳、水等副产物。环氧乙烷作为环氧化合物中的一种，可以在含银催化剂的作用下，以乙烯和氧气作为反应气得到。环氧乙烷可以与水反应生成乙二醇，与醇反应生成乙二醇醚，或者与胺反应生成乙醇胺。

迄今为止，银催化剂仍然是工业上烯烃环氧化生产环氧化合物的唯一有效催化剂。银催化剂通常包含与一种或多种与其一起沉积在载体上的附加元素的银组分。这些附加元素起到助剂或者共助剂的作用，用来提高银催化剂的催化性能，它们通过使用一种或多种浸渍液沉积在载体上。含银催化剂一般是载体经过含银和/或附加元素的溶液浸渍，再经过活化热处理得到含银催化剂。也可以通过多次浸渍的方法制备具有相对高的银含量的含银催化剂。活性、选择性和稳定性是评价含银催化剂的主要性能指标。所谓活性是指环氧乙烷生产过程达到一定反应负荷时所需的反应温度。反应温度越低，催化剂的活性越高。所谓选择性是指反应中乙烯转化成环氧乙烷的摩尔数和乙烯的总反应摩尔数之比。所谓稳定性则表示为活性和选择性的下降速率，下降速率越小催化剂的稳定性越好。

银催化剂的性能与银催化剂的制备方法、助剂的种类及含量都有重要的关系。专利CN89106410.9公开一种银催化剂的制备方法：先在载体上负载3-25wt％银，将浸过的载体活化成催化剂，再用含碱金属助剂溶液浸渍活化催化剂，然后再活化成活性催化剂，冷却上述催化剂至室温，同时继续用惰性气体吹扫，采用此方法制备的银催化剂具有较好的活性。专利CN200610135429.7采用微生物还原的方法制备出一种高分散度的银催化剂。专利US4010115、US4356312指出碱金属助剂的添加能够改善活性组分银在载体上的分散状况，改变载体表面的酸碱性，还可以调变金属银表面电子状况及反应物种的吸脱附能力，进而改善银催化剂的催化性能。Shell公司专利首先公开含铼助剂的银催化剂具有很高的选择性。

在乙烯氧化生产环氧乙烷的过程中使用高活性、高选择性和稳定性良好的银催化剂可以大大提高经济效益，因此制造高活性、高选择性和良好稳定性的银催化剂是银催化剂研究的主要方向。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用于烯烃环氧化生产环氧化合物的银催化剂。该银催化剂用于烯烃环氧化生产环氧化合物的反应时具有高活性、高选择性和良好的稳定性。

本发明的目的之二是提供一种上述银催化剂的制备方法。

本发明的目的之三是提供上述银催化剂的应用。

为此，本发明第一方面提供了一种用于烯烃环氧化生产环氧化合物的银催化剂，其包括：α-氧化铝载体、镓元素、银元素、碱金属元素和碱土金属元素。

在本发明的一些实施例中，在所述银催化剂中，镓元素的质量含量为10-5000ppm，优选为100-2000ppm。

在本发明的一些实施例中，在所述银催化剂中，银元素的质量含量为10％-50％。

在本发明的另一些实施例中，在所述银催化剂中，碱金属元素的质量含量为5-2000ppm。