[发明专利]一种氧化铝载体、由该载体制备的银催化剂及其应用

说明书

本申请涉及一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的α‑氧化铝载体，其通过包括如下步骤的方法制备：S1.制备具有如下组分的固体混合物：三水α‑A1₂O₃、假一水A1₂O₃、α‑A1₂O₃、其它晶相的A1₂O₃、可燃尽润滑材料、氟化物矿化剂以及碱土金属的化合物；S2.将步骤S1中的固体混合物、粘结剂与水进行混合、捏合并挤出成型，得到成型体；S3.将步骤S2中的成型体进行干燥，之后焙烧，得到所述载体。本发明还涉及上述载体得到的催化剂及其应用。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种氧化铝载体，以及由其制成的银催化剂及其应用。更具体地讲，本发明涉及一种用于乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的氧化铝载体以及由该载体制得的银催化剂，还涉及这种催化剂在乙烯氧化生产环氧乙烷中的应用。

背景技术

在银催化剂作用下乙烯氧化主要生成环氧乙烷，同时发生副反应生成二氧化碳和水等。活性、选择性和稳定性是银催化剂的主要性能指标。其中活性一般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；而稳定性则表示为活性和选择性的下降速率，下降速率越小，催化剂的稳定性就越好。目前银催化剂主要可以分为三种，分别为高活性、高选择性和中等选择性银催化剂。由于石油资源日趋匮乏及节能的要求，近年来高选择性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重要关系外，还与催化剂使用的载体性能和制备方法有重要关系。目前来说，银催化剂一般选用α-氧化铝做载体。氧化铝载体的孔可分为三种类型：第一种，一次粒子晶粒间孔，主要是氧化铝原料晶粒的脱水孔，基本是1～2nm大小的平行板面间缝隙；第二种，氧化铝原料二次粒子间孔，在焙烧中随水分的逸出和晶相变化而改变，为数十纳米以上的孔；第三种，造孔剂和载体成型时产生的缺陷孔和大孔。载体的孔结构会对物理性能造成影响，进而影响催化剂的性能。

现有技术中制备氧化铝载体的主要原料是氧化铝的水合物，即氢氧化铝。氧化铝水合物加入粘结剂及各种添加剂等，经混料和捏合均匀，然后挤出成型，最后经干燥和高温焙烧，制成多孔耐热的α-氧化铝载体。现有技术中对载体性能及催化剂的活性和选择性带来的改善还很有限，因此本领域仍然需要对载体及其制造方法进行改进，以利于制造出性能更好的银催化剂。

鉴于上述现有技术的状况，本发明的发明人在银催化剂及其载体制备领域进行了广泛深入的研究，结果发现，用α-氧化铝及一种或多种其它晶相氧化铝来代替或部分代替氧化铝的水合物作为制备载体的原料，可以调节成品载体的堆密度、孔结构和比表面积，由该载体制备的银催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷时，活性和选择性得到明显改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化剂载体，由本发明的载体在负载银及各种活性组分制成银催化剂后，在乙烯氧化生产环氧乙烷的过程中显示出良好的活性和选择性。本发明还提供由该方法制备的氧化铝载体为载体的一种银催化剂，及上述银催化剂在乙烯氧化生产环氧乙烷中的应用。

根据本发明的一个方面，提供了一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的α-氧化铝载体，其通过包括如下步骤的方法制备：

S1.制备具有如下组分的固体混合物：三水α-A1₂O₃、假一水A1₂O₃、α-A1₂O₃、其它晶相的A1₂O₃、可燃尽润滑材料、氟化物矿化剂以及碱土金属的化合物的混合物；所述其它晶相A1₂O₃选自δ-A1₂O₃和η-A1₂O₃中的一种或两种；