[发明专利]环氧化作用催化剂及方法

说明书

本发明涉及适合于使没有任何烯丙位氢的烯烃发生环氧化作用的含银催化剂，该催化剂特别适合于环氧乙烷的制备，本发明还涉及该催化剂的使用。该催化剂是使用一种以独特的α氧化铝为主要组分的催化剂载体制备的。

由乙烯和分子氧生产环氧乙烷所使用的催化剂通常是载带银的催化剂。典型地用碱金属作为这些催化剂的助催化剂。于1976年6月8日出版的美国专利No.3 962 136和于1977年3月1日出版的美国专利No.4 010 115指出，在载带银的催化剂中使用少量的碱金属钾、铷和铯作为有用的助催化剂。在1988年8月23日出版的美国专利No.4 766 105和于1989年2月28日出版的美国专利No.4 808 738公开了使用其他的共-助催化剂，例如铼、或与硫、钼、钨与铬共同存在的铼。于1990年3月13日出版的美国专利No.4 908 343公开了一种含有铯盐和一种或多种碱金属和碱土金属盐的混合物的载带银的催化剂。

许多专利已描述过多孔陶瓷催化剂载体的用途，这些专利例如是于1995年1月10日出版的美国专利No.5 380 697、于1992年3月31日出版的美国专利No.5 100 859、于1991年10月8日出版的美国专利No.5 055 442、于1991年8月6日出版的美国专利No.5 037 794和于1989年10月17日出版的美国专利No.4 874 739。这样的催化剂载体在催化剂领域中具有广泛的潜在应用，这样的催化剂载体尤其当陶瓷基体是一种如α氧化铝之类的氧化铝时是特别有用的。

催化剂载体需要同时具有催化剂组分可能沉积的至少最小表面积、高吸水性和抗破碎强度。问题是一种性能的提高通常意味着另一种性能的降低。因此，高抗破碎强度可能意味着低的孔隙度。由于误差导致催化剂载体制备工艺比其他化学过程的工艺甚至更不可预测，所以常常通过反复试验求得这种平衡。

载体需要具有均匀的孔隙度，达到这种孔隙度有许多方法，其中包括加入在焙烧陶瓷以生成最终产品时所除去的烧尽物质。典型的烧尽物质包括木炭、石油焦、磨碎的胡桃壳等。问题是这样的物质通常留下可浸出的残留物，而这些残留物能够严重地损害载带在用这些烧尽物质制成载体上的催化剂的性能。而且，这种可浸出物质的实际含量在批与批之间变化很大，以至无法令人满意地对其进行预测。在设法防止出现这一问题时，曾建议加入金属可浸出物质含量非常低的有机聚合烧尽物质(PCT/EP 96/0444)。但是，这样的烧尽物质还是会留下可能对结果产生不利影响的微量残留物。

因此需要设计出能够使人们对最终性能平衡有把握的催化剂。本发明的催化剂在抗破碎强度、耐磨损、孔隙度和催化性能方面达到良好的平衡，这使其适用于广泛的催化剂应用场合。更重要地，本催化剂中大大减少了金属可浸出物质的量，同时对催化剂的物理性质没有产生副作用。因此，本发明得到了具有改进的选择性和/或活性稳定性的催化剂。

因此，本发明涉及一种适合于使没有任何烯丙位氢的烯烃发生环氧化反应的催化剂，具体地涉及适合于由乙烯和氧汽相生产环氧乙烷的催化剂，该催化剂含有沉积在载体上的催化有效量的银和助催化量的一种或多种碱金属，该载体可用包括下述步骤的方法制备：a)与其数量足以导致成形的液体介质混合，使其成为主要含有以下成分的混合物：i)陶瓷组分，其中含有至少80％(重量)α氧化铝、0.01-10％(重量)(以氧化物计)碱土金属氧化物、0.01-10％(重量)(以二氧化硅计)氧化硅，和0-15％(重量)(以二氧化物计)氧化物形式的锆；和ii)总量为0-15％(重量)的陶瓷粘合剂、润滑剂和/或成型助剂；b)使该混合物成形以形成一种载体前体；c)干燥该载体前体以除去载体介质中的液体；和d)焙烧前体以生成孔隙度为15-60％的载体，其中陶瓷组分的粒度这样选择，以使干燥前体的充填密度不大于焙烧载体的充填密度。

本发明的催化剂含有载带在以α-氧化铝为基的催化剂载体上的催化有效量的银和助催化量的碱金属，这种催化剂载体可采用一种新的不需要有致孔(pore-inducing)烧尽物质存在的生产方法制造。

载体