[发明专利]乙烯环氧化用银催化剂载体及其制备方法和银催化剂及乙烯环氧化生产环氧乙烷的方法

说明书

本发明属于银催化剂领域，涉及一种乙烯环氧化用银催化剂载体及其制备方法和银催化剂及乙烯环氧化生产环氧乙烷的方法。该制备方法包括：采用含锆溶胶处理α‑氧化铝载体，将处理后的α‑氧化铝载体进行干燥及焙烧，制得所述乙烯环氧化用银催化剂载体。根据本发明，以含锆溶胶处理α‑氧化铝载体，经干燥及一定温度焙烧后可使锆在载体上分布更加均匀，对活性组分及助剂组分可起到调节作用，由此载体制备的催化剂用于乙烯环氧化制备环氧乙烷时，催化剂活性和选择性得到明显改进。

技术领域

本发明属于银催化剂领域，更具体地，涉及一种乙烯环氧化用银催化剂载体的制备方法，由该方法制得的乙烯环氧化用银催化剂载体，包含该载体的银催化剂，以及一种采用该银催化剂的乙烯环氧化生产环氧乙烷的方法。

背景技术

在银催化剂作用下乙烯环氧化主要生成环氧乙烷(EO)，同时发生副反应生成二氧化碳和水，其中活性、选择性和稳定性是银催化剂的主要性能指标。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；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；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。

目前银催化剂有三种：一是高活性银催化剂，这类催化剂活性高、稳定性好，初始选择性80-82％，使用寿命在2-5年，适用于所有环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)生产装置；二是高选择性银催化剂，这类催化剂初选择性达88％以上，但要求反应器进口反应气中CO₂浓度在1.0％以下，适用于新建的、时空产率相对较低的EO/EG生产装置；三是中等选择性银催化剂(活性和选择性介于前二者之间的银催化剂)，这类催化剂的选择性可以达到83-85％，要求反应器进口的反应气中CO₂浓度在3％以下。不同类型催化剂的选择性可根据反应气中CO₂浓度和出口EO浓度相应调整，近年来高选择性银催化剂和中等选择性的银催化剂广泛应用于工业生产中并取代了原有的高活性银催化剂。

银催化剂的性能除和催化剂的组成及制备方法有关系外，还与催化剂使用的载体性能和制备方法有重要关系。对于以α-Al₂O₃为主要组分的载体而言，载体物性包括抗压强度、孔隙率、比表面及孔分布等。一个好的催化剂载体具有出色的抗压强度、孔隙率和比表面积。较高的孔隙率可降低反应物与产物气体在反应条件下扩散阻力；比表面积要求有一个最低值，以保证催化组分能够浸渍到载体上；抗压强度是衡量载体物理完整性的一个参数，对于催化剂经受操作条件、保证较长的使用寿命是必须的。已研究发现新的造孔剂同粘结剂一起对控制载体的物性规范有重要影响。载体物性之间具有一定的矛盾性，孔隙率较高，载体比表面及抗压强度可能会降低；相反，载体抗压强度提高，通常孔隙率降低同时比表面增加。因此，不同物性之间的平衡对于载体是非常重要的。