CH209971A - Process for preparing a surface catalyst for use in the direct combination of olefins with molecular oxygen, and catalyst obtained by this process. - Google Patents

Process for preparing a surface catalyst for use in the direct combination of olefins with molecular oxygen, and catalyst obtained by this process.

Info

Publication number
CH209971A
CH209971A CH209971DA CH209971A CH 209971 A CH209971 A CH 209971A CH 209971D A CH209971D A CH 209971DA CH 209971 A CH209971 A CH 209971A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
silver
catalyst
ozonized
sub
ozone
Prior art date
Application number
Other languages
French (fr)
Inventor
Corporation Carbide Chemicals
Original Assignee
Carbide & Carbon Chem Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carbide & Carbon Chem Corp filed Critical Carbide & Carbon Chem Corp
Publication of CH209971A publication Critical patent/CH209971A/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Description

  

  Procédé de préparation d'un catalyseur de surface destiné à être utilisé pour la  combinaison directe des oléfines avec de l'oxygène moléculaire,  et catalyseur obtenu par ce procédé.    On connaît déjà la.     préparation    d'oxydes  d'oléfines par combinaison directe d'oléfines  avec de     l'oxygène    moléculaire, à des tempé  ratures     comprises    entre 150 et 400' C en       présence    de     catalyseurs    de surface.  



  Dans un     tel    procédé, inventé par T. E.  Lefort, on emploie un catalyseur de surface  dont la matière     active    est de l'argent soit  seul, soit activé par de petites quantités d'or,  de cuivre ou de fer, à des     températures    com  prises entre 150 et 400   C environ. Le cata  lyseur à base d'argent est le plus désirable  pour réaliser la réaction de Lefort, car il  est évidemment préférable d'utiliser un cata  lyseur qui ait l'activité     catalytique        maxi-          mum.     



  Une des méthodes les plus courantes pour  préparer     ces    catalyseurs de     surface        consiste     à faire subir au métal catalyseur une oxyda  tion et     une    réduction alternantes.

   Dans la    plupart des     cas,        cette    méthode peut être     exé-          cutée    en faisant passer de l'air ou de l'oxy  gène sur 'le métal chauffé, puis en réduisant       l'oxyde    métallique     formé    à l'aide d'hydro  gène ou     d'un.    autre réducteur     analogue.    Mais  du fait que la température de     dissociation     de l'oxyde d'argent à la     pression    atmosphé  rique est basse, il n'est pas facile d'oxyder  l'argent à l'aide d'air ou     d'oxygène.    Pour       cette    raison,

   il est     nécessaire    de préparer par  oxydation     les    catalyseurs de surface dont la  matière active contient de l'argent, dans des  conditions très spéciales pour que ces cata  lyseurs aient la très grande activité désirable  pour l'exécution économique. du procédé Le  fort.  



  La présente invention comprend un pro  cédé de préparation d'un     catalyseur    de sur  face destiné à être utilisé pour la combinai  son directe des oléfines avec de     l'oxygène    mo-           léculaire,    et le     catalyseur    obtenu par ce pro  cédé.  



  Ce dernier est caractérisé en ce que l'on  traite un catalyseur de surface dont la ma  tière active est de l'argent avec de l'ozone  pour former du peroxyde d'argent, puis en  ce que l'on soumet l'argent ozonisé à l'action  d'un agent     capable    de modifier chimique  ment cet argent ozonisé, de façon à former  un catalyseur de surface actif.  



  Cette activation des catalyseurs de sur  face à l'argent peut être réalisée en traitant.  la surface de l'argent avec de la vapeur  d'eau et de l'ozone à une température relati  vement basse, puis en réduisant le peroxyde  d'argent formé avec de l'hydrogène à une  température plus élevée.  



  Au lieu de réduire le peroxyde d'argent  par l'hydrogène, on peut le traiter par exem  ple avec une solution d'un hydroxyde de  baryum, strontium ou lithium.  



  Quand l'activation du catalyseur est  faite suivant     cette    dernière opération finale,  on obtient un catalyseur d'un type d'activité  meilleur encore.  



  Les     catalyseurs    de surface peuvent être  obtenus en partant d'argent sous n'importe  quelle forme physique.  



  L'activité     catalytique    et par conséquent  le rendement en oxydes d'oléfines peuvent  varier considérablement, car ils dépendent  l'un et l'autre de la forme primitive et de  l'état de l'argent, du nombre de fois que  sont répétées l'ozonisation et la réduction,  et également du fait qu'on a traité ou non  le produit ozonisé avec une substance telle  qu'un hydroxyde de baryum, strontium ou  lithium en lieu et place d'effectuer la réduc  tion finale. En général, on a de meilleurs  résultats d'activation avec de l'argent fine  ment divisé présentant une surface rugueuse  qu'avec de l'argent ayant une surface polie  lisse.  



  Il est. désirable, mais pas essentiel, que  l'argent dont on partira pour la préparation  du catalyseur soit déposé sur la surface d'un  support inerte granuleux, tel que pierre de  silice filtrante artificielle et poreuse, grès ou    parmi les matières réfractaires contenant de  l'alumine, celles qui se trouvent dans le com  merce. L'argent peut avoir été déposé sur un  tel support par des moyens chimiques, comme  par la décomposition d'un sel d'argent, ou  mécaniquement à partir de suspensions d'ar  gent métallique finement divisé ou à partir  d'oxyde d'argent. A remarquer que la quan  tité d'argent employée dans les catalyseurs  sur supports, dont on se sert ici, peut varier  dans de grandes limites; mais elle est en  général d'environ 4 % à 20 % en     poids    si l'on  veut avoir des résultats satisfaisants.  



  Bien qu'aux     températures    comprises entre  150 et 400   C, auxquelles on effectue l'oxy  dation     directe        catalytique    des oléfines, le  peroxyde d'argent. se     décompose,    les cata  lyseurs de     surface    en argent sont beaucoup  moins actifs lorsqu'ils sont employés à l'état  ozonisé que lorsqu'ils ont été traités comme  indiqué, en particulier réduits par de l'hy  drogène ou traités avec une solution d'hydro  xyde de baryum, strontium, ou lithium  après le traitement à l'ozone.  



  La. facilité avec laquelle l'ozonisation  peut être accomplie varie suivant l'état et  la forme originels de l'argent, de la même  manière que varie la valeur de l'activation  que confère au métal le traitement. Ainsi,  quand on active de l'argent sous     forme    de  poudre passant au tamis de 200 mailles par  pouce<B>(5</B>000 mailles au cm'), ou plus fine  encore, ou bien sous forme d'une     matière    pre  mière obtenue par la décomposition de nitrate  d'argent, l'ozonisation se produit d'une ma  nière satisfaisante à la     température    ordinaire.  tandis que si c'est du fil d'argent bien poli  et lisse, il peut être nécessaire de monter à  une température de 200   C ou plus pour la       peroxydation    initiale.

   Dans certains cas,  après une opération d'ozonisation et de dé  composition du peroxyde d'argent, effectuée  avec succès, les réactions subséquentes avec  l'ozone peuvent être     faites    à la température  ordinaire. En général, l'ozonisation peut être       exécutée    à     des    températures     comprises    entre  20 et 250   C environ, selon les circonstances  indiquées ci-dessus, et 'la     température    préfé-      rée pour cette opération est comprise     entre     40 et 50   C environ.

   La réduction du per  oxyde d'argent avec de l'hydrogène est  amorcée, mais avec un lent progrès, à envi  ron 90   C et elle est tout à fait rapide     au-          dessus    de 200   C. Cette phase de la prépa  ration du catalyseur peut être effectuée à  des     températures    s'étendant d'environ 100 à  environ 250   C et la température préférée  pour la réduction est d'environ 150   C. Des  gaz réducteurs. autres que l'hydrogène peu  vent être employés, mais il est préférable  d'employer de l'hydrogène dans     ce    but.  



  Lors du traitement de l'argent avec de  l'ozone, il est désirable d'éviter l'emploi d'ap  pareils en fer, cuivre ou acier ordinaire, vu  que ces matières tendent à provoquer une  décomposition rapide de l'ozone. Des matières  telles que l'aluminium, le verre ou les aciers  au chrome n'exercent pas     cet    effet et sont       satisfaisantes.    Le peroxyde d'argent lui-même  tend aussi à hâter la décomposition de  l'ozone,     mais        cette        tendance    peut être évitée .

    dans une large mesure par l'adjonction d'eau  à l'état liquide dans le récipient de réaction,  en quantités telles qu'il se produise une pel  licule d'eau liquide sur le peroxyde d'argent  quand il se forme, mais non pas sur l'argent  n'ayant pas réagi. La présence de vapeur  d'eau est     utile    pour la réaction entre l'ar  gent et l'ozone, mais l'existence d'une pelli  cule d'eau liquide sur la     matière    paraît em  pêcher cette réaction.  



  Pour produire     ce    revêtement d'eau liquide  sur l'oxyde d'argent seulement et pas sur  l'argent non oxydé, on peut travailler avec  un tube à catalyse maintenu en position ver  ticale. Les gaz     porteurs    d'ozone sont     fournis     au haut du récipient et     l'alimentation    en eau  peut, elle aussi, être faite à cet endroit à un  débit tel que la plus grande partie de l'ar  gent oxydé est mouillée d'une pellicule d'eau  liquide. Comme au point où a lieu la réaction  d'oxydation, la température est     appréciable-          ment    haute, l'eau en excès est vaporisée.

   On  peut, si nécessaire, grâce à un pyromètre       (thermo-couple)    suivre fa réaction d'oxyda  tion sur     toute    1a longueur du tube et s'assu-         rer    du degré de sa progression à travers le  secteur qui servira à la catalyse d'oxydation  des oléfines. On peut ainsi régler l'alimenta  tion     correspondante    en eau.  



       L'alimentation    du tube en ozone peut  également se faire par le bas. Dans     ce        cas,     l'eau est amenée pour remplir le tube à un  niveau recouvrant la partie déjà     oxydée    de  l'argent et qui s'élève graduellement au fur  et à mesure que l'oxydation     progresse.    Le  gaz porteur d'ozone s'élève en barbotant  dans l'eau et vient réagir avec l'argent qui  se trouve au-dessus du liquide.  



  Les exemples qui suivent décrivent di  verses formes d'exécution du procédé de pré  paration du catalyseur de     surface,        ,selon    l'in  vention.  



  <I>Exemple 1:</I>  Pour la préparation du catalyseur, on  emploie un tube de catalyse en un verre ré  sistant à la chaleur ayant un diamètre     interne     d'environ 25 mm dans lequel se trouve un  tube de verre interne d'environ 6,3 mm de  diamètre externe fermé à l'extrémité infé  rieure. Ce     tube    interne     s'enfonce    dans le tube  de catalyse de 63 cm à partir de l'extrémité  de sortie de     ce    dernier et dans ce tube inté  rieur on peut introduire un pyromètre. Le  tube de catalyse est disposé pour pouvoir  être chauffé électriquement sur 92 cm de sa  longueur.  



  Environ 75 g de fil fin d'argent (de  0,127 mm de diamètre) sont placés dans le  tube près de son extrémité de sortie, sur une  longueur d'environ 30 cm dans l'espace an  nulaire autour du tube interne. L'extrémité  d'entrée du tube est garnie de fragments  d'une pierre siliceuse poreuse et     cette    partie  du tube     sert    au chauffage préalable des gaz.  



  La     température    du tube est     élevée    à  <B>80'</B> C environ et maintenue à cette tempé  rature, et de l'oxygène     saturé    de vapeur  d'eau qui contient environ 1 % d'ozone est  introduit     dâns.    le tube à raison de 7 litres  à l'heure. Ce courant d'oxygène est maintenu  pendant 30     minutes@    encore environ après  qu'on a décelé l'odeur d'ozone dans les gaz  sortant du tube. L'argent ozonisé est     ensuite         réduit avec de l'hydrogène pendant environ  4 heures à 150   C, puis de nouveau traité  avec de l'ozone à la température ordinaire et  finalement réduit à 150   C.  



  Le catalyseur ainsi préparé permet la  réaction chimique d'oxydation des oléfines;  pour celle-ci, on élève la température à<B>185'</B> C  environ, puis un mélange d'air et d'éthylène  contenant environ 5     %    d'éthylène est amené  au tube à la vitesse de 56 litres à l'heure.  On a trouvé que, dans ces conditions, le ren  dement en oxyde d'éthylène est égal à envi  ron 5 % de l'éthylène admis.  



  Un échantillon du même fil d'argent, non  traité par l'ozone et utilisé dans les mêmes  réactions que ci-dessus, ne provoque aucune  formation d'oxyde d'éthylène pour des tem  pératures inférieures à 800   C.  



  <I>Exemple 2:</I>  Comme chambre de catalyse, on emploie  un tube en acier inoxydable (contenant envi  ron 18 % de chrome et environ 8 % de nickel)  de la même forme et des mêmes dimensions  que celui indiqué à l'exemple 1. Le cataly  seur est préparé en évaporant à sec un mé  lange aqueux contenant 20 g de nitrate d'ar  gent et 200 cm' d'une pierre siliceuse po  reuse granuleuse, dont les grains restent  entre les tamis de 4 et 8 mailles par pouce  (vides entre fils de 6,5 à 3,8 mm). Cette  matière est placée dans le tube et réduite  avec de l'hydrogène pendant 10 heures à des  températures augmentant de 150 à 220   C.  



  Le catalyseur de surface portant de l'ar  gent réduit est traité avec de l'ozone, comme  décrit à l'exemple 1. La matière traitée à  l'ozone est ensuite chauffée à une tempéra  ture de 90   C et on ajoute au tube de cata  lyse une solution aqueuse à 24 %     d'oet.a-          hydrate    d'hydroxyde de baryum également  chauffée à 90   C. Après être restée 5 mi  nutes sur le catalyseur, la solution d'oxyde  de baryum est soutirée du tube de catalyse.  



  Pour l'oxydation des oléfines avec 1e ca  talyseur ainsi préparé, on élève la tempéra  ture à 290   C et on amène au tube un mé  lange d'éthylène et d'air contenant 10,3    d'éthylène, à raison de 56 litres à l'heure.  Les gaz sortant du tube contiennent de  l'oxyde d'éthylène en quantité égale à 270  du rendement obtenu dans des conditions  identiques en employant le même catalyseur,  après la réduction initiale, mais avant le  traitement à l'ozone.  



  <I>Exemple 3:</I>  On prépare le catalyseur en évaporant. à  sec une suspension aqueuse de 25 g de pou  dre d'argent, passant au tamis de 200 mailles,  et de 200 cm' d'une pierre siliceuse poreuse  granuleuse dont les grains     restent    entre les  tamis de 4 et 8 mailles. La matière cataly  tique     résultante    est ensuite ozonisée et ré  duite plusieurs fois et finalement traitée à  l'état ozonisé avec une solution d'hydroxyde  de baryum dans les conditions décrites à  l'exemple 2. Chaque traitement avec de  l'ozone est exécuté à la température ordi  naire. On fait la première réduction avec de  l'hydrogène à 250   C et toutes les réductions       subséquentes    sont exécutées à 150  C.  



  La matière a été     essayée    dans des con  ditions agissant favorablement pour la pro  duction d'oxyde d'éthylène, à des moments  différents des diverses séries de traitements  d'activation. Dans chaque cas, un mélange  d'éthylène et d'air contenant 10 % d'éthylène  a passé sur le catalyseur à raison de 56 litres  à l'heure,     alors,    que la matière était main  tenue à une température de 290 à 295   C,  dans un tube de catalyse de la forme et en  la matière décrites à l'exemple 2. Le premier  essai a été fait après que la matière ait été  ozonisée, réduite et de nouveau ozonisée.  Dans cette condition, on a trouvé qu'elle dé  ployait une très faible activité catalytique,  produisant moins de<B>0,1%</B> d'oxyde d'éthy  lène dans les gaz de sortie.

   Elle a à nouveau  été essayée après avoir     été    ozonisée, réduite  et ozonisée une fois de plus, et son. activité  était la même que précédemment. Ceci mon  tre que les catalyseurs d'argent n'ont pas  une activité substantielle lorsqu'ils sont em  ployés à l'état ozonisé.     Le    troisième essai  de production d'oxyde d'éthylène a été fait      après que la matière eut été encore une fois  ozonisée et réduite avec de l'hydrogène.  



  On a trouvé que le catalyseur à l'état ré  duit est beaucoup plus actif, donnant envi  ron 1,9 % d'oxyde d'éthylène dans les gaz  de sortie. Ce traitement ayant été répété, le  catalyseur a de nouveau été employé à l'état  réduit et 2,25 % d'oxyde d'éthylène sont  alors produits dans les gaz de sortie. Fina  lement, la matière, après avoir été de nou  veau ozonisée -et traitée avec une solution  d'hydroxyde de baryum, a produit de l'oxyde  d'éthylène en quantité atteignant 4 % dans  les gaz de sortie.  



  Les catalyseurs obtenus sont spécialement  bien destinés à la formation des     oxydes     d'oléfines par combinaison directe d'oléfines  correspondantes avec de l'oxygène à des tem  pératures comprises entre environ 150 et  400   C. Comme l'a montré Lefort, la réac  tion peut se produire soit à la pression atmo  sphérique, soit à une pression supérieure ou  inférieure, et     n'importe    quelle proportion dé  sirée d'oléfine et d'oxygène ou d'air (ou d'un  autre gaz contenant de l'oxygène) peut être  employée.

   Pour     l'oxydation    des oléfines, les  catalyseurs de surface selon la     présente    in  vention peuvent être disposés dans le réci  pient de réaction de n'importe quelle manière  désirée qui assurera 1e contact nécessaire des  matières réagissantes avec le catalyseur. La  dimension des particules du support pour le  catalyseur n'a pas une importance essentielle  et elle peut être choisie pour se conformer  aux conditions de l'opération. Au cas où des  matières     telles    que l'hydroxyde de baryum  ont été introduites dans les catalyseurs ozo  nisés, la proportion de ces matières peut va  rier entre environ 2 et environ 40% en poids  de l'argent contenu dans le catalyseur.



  Process for preparing a surface catalyst for use in the direct combination of olefins with molecular oxygen, and catalyst obtained by this process. We already know the. preparation of olefin oxides by direct combination of olefins with molecular oxygen, at temperatures between 150 and 400 ° C. in the presence of surface catalysts.



  In such a process, invented by TE Lefort, a surface catalyst is used, the active material of which is silver either alone or activated by small quantities of gold, copper or iron, at temperatures between 150 and 400 C approximately. The silver based catalyst is most desirable for carrying out the Lefort reaction, since it is obviously preferable to use a catalyst which has the maximum catalytic activity.



  One of the most common methods of preparing these surface catalysts is to subject the catalyst metal to alternating oxidation and reduction.

   In most cases this method can be carried out by passing air or oxygen over the heated metal and then reducing the metal oxide formed with hydrogen or gas. 'a. another similar reducer. But because the dissociation temperature of silver oxide at atmospheric pressure is low, it is not easy to oxidize silver with air or oxygen. For this reason,

   it is necessary to prepare by oxidation the surface catalysts, the active material of which contains silver, under very special conditions so that these catalysts have the very high activity desirable for economical execution. of the Le fort process.



  The present invention comprises a process for preparing a surface catalyst for use in the direct combination of olefins with molecular oxygen, and the catalyst obtained by this process.



  The latter is characterized in that a surface catalyst of which the active material is silver is treated with ozone to form silver peroxide, then in that the ozonized silver is subjected to the action of an agent capable of chemically modifying this ozonized silver, so as to form an active surface catalyst.



  This activation of the silver face catalysts can be achieved by processing. the surface of the silver with water vapor and ozone at a relatively low temperature, and then reducing the silver peroxide formed with hydrogen at a higher temperature.



  Instead of reducing the silver peroxide with hydrogen, it can be treated, for example, with a solution of a barium, strontium or lithium hydroxide.



  When the activation of the catalyst is made following this last final operation, a catalyst of an even better type of activity is obtained.



  Surface catalysts can be obtained starting from silver in any physical form.



  The catalytic activity and hence the yield of olefin oxides can vary considerably, as they both depend on the original form and the state of the silver, on the number of times that the l is repeated. ozonization and reduction, and also whether or not the ozonized product has been treated with a substance such as barium, strontium or lithium hydroxide instead of carrying out the final reduction. In general, better activation results are obtained with finely divided silver having a rough surface than with silver having a smooth polished surface.



  It is. desirable, but not essential, that the silver which will be used for the preparation of the catalyst be deposited on the surface of a granular inert support, such as artificial and porous filtering silica stone, sandstone or among the refractories containing alumina, those found in commerce. Silver may have been deposited on such a support by chemical means, such as by the decomposition of a silver salt, or mechanically from suspensions of finely divided metallic silver or from silver oxide. . Note that the amount of silver employed in the supported catalysts used herein can vary widely; but it is generally about 4% to 20% by weight if satisfactory results are to be obtained.



  Although at temperatures between 150 and 400 C, at which the catalytic direct oxidation of olefins is carried out, silver peroxide. decomposes, the surface silver catalysts are much less active when used in the ozonized state than when they have been treated as directed, especially reduced with hydrogen or treated with a solution of barium hydro xide, strontium, or lithium after the ozone treatment.



  The ease with which ozonization can be accomplished varies depending on the original condition and form of the silver, as does the amount of activation imparted to the metal by treatment. Thus, when silver is activated in the form of a powder passing through a sieve of 200 meshes per inch <B> (5 </B> 000 meshes per cm '), or even finer, or else in the form of a material First obtained by the decomposition of silver nitrate, ozonization takes place satisfactorily at ordinary temperature. while if it is well polished and smooth silver wire, it may be necessary to rise to a temperature of 200 C or higher for the initial peroxidation.

   In some cases, after a successful ozonization and decomposition operation of silver peroxide, subsequent reactions with ozone can be performed at room temperature. In general, ozonization can be carried out at temperatures between about 20 and 250 ° C, depending on the circumstances indicated above, and the preferred temperature for this operation is between about 40 and 50 ° C.

   The reduction of silver peroxide with hydrogen is initiated, but with slow progress, at around 90 ° C and is quite rapid above 200 ° C. This phase of the catalyst preparation can be achieved. be carried out at temperatures ranging from about 100 to about 250 C and the preferred temperature for the reduction is about 150 C. Reducing gases. other than hydrogen can be used, but it is preferable to use hydrogen for this purpose.



  When treating silver with ozone, it is desirable to avoid the use of iron, copper or carbon steel apparatus, as these materials tend to cause rapid decomposition of ozone. Materials such as aluminum, glass or chromium steels do not exert this effect and are satisfactory. Silver peroxide itself also tends to hasten the decomposition of ozone, but this tendency can be avoided.

    to a large extent by adding water in a liquid state to the reaction vessel, in such amounts as to produce a film of liquid water on the silver peroxide when it is formed, but not not on unreacted money. The presence of water vapor is useful for the reaction between silver and ozone, but the existence of a film of liquid water on the material appears to prevent this reaction.



  To produce this coating of liquid water on the silver oxide only and not on the unoxidized silver, one can work with a catalysis tube held in a vertical position. The ozone carrier gases are supplied to the top of the vessel and the water supply can also be made there at a rate such that most of the oxidized silver is wetted with a film of water. liquid water. As at the point where the oxidation reaction takes place, the temperature is appreciably high, the excess water is vaporized.

   It is possible, if necessary, by means of a pyrometer (thermocouple) to follow the oxidation reaction over the entire length of the tube and to ascertain the degree of its progression through the sector which will be used for the catalysis of the tube. oxidation of olefins. The corresponding water supply can thus be adjusted.



       The ozone tube can also be fed from below. In this case, water is brought in to fill the tube to a level covering the already oxidized part of the silver and which gradually rises as the oxidation progresses. The ozone carrier gas rises by bubbling in the water and reacts with the silver that is above the liquid.



  The following examples describe various embodiments of the process for preparing the surface catalyst, according to the invention.



  <I> Example 1: </I> For the preparation of the catalyst, a heat-resistant glass catalyst tube having an internal diameter of about 25 mm is used in which there is an internal glass tube of. approximately 6.3 mm outside diameter closed at the lower end. This inner tube is inserted into the catalysis tube 63 cm from the outlet end of the latter and in this inner tube a pyrometer can be introduced. The catalysis tube is arranged so that it can be heated electrically over 92 cm of its length.



  About 75 g of fine silver wire (0.127 mm in diameter) is placed in the tube near its exit end, a length of about 30 cm in the annular space around the inner tube. The inlet end of the tube is lined with fragments of a porous siliceous stone and this part of the tube is used for preheating the gases.



  The temperature of the tube is raised to about <B> 80 '</B> C and maintained at this temperature, and oxygen saturated with water vapor which contains about 1% ozone is introduced into it. the tube at the rate of 7 liters per hour. This stream of oxygen is maintained for a further 30 minutes after the odor of ozone in the gases exiting the tube is detected. The ozonized silver is then reduced with hydrogen for about 4 hours at 150 C, then again treated with ozone at room temperature and finally reduced to 150 C.



  The catalyst thus prepared allows the chemical reaction of oxidation of olefins; for this, the temperature is raised to about <B> 185 '</B> C, then a mixture of air and ethylene containing about 5% ethylene is brought to the tube at a speed of 56 liters at time. It has been found that, under these conditions, the yield of ethylene oxide is equal to about 5% of the ethylene admitted.



  A sample of the same silver wire, not treated with ozone and used in the same reactions as above, does not cause ethylene oxide formation for temperatures below 800 C.



  <I> Example 2: </I> As the catalysis chamber, a stainless steel tube (containing approx. 18% chromium and approx. 8% nickel) of the same shape and the same dimensions as that indicated in l Example 1. The catalyst is prepared by evaporating to dryness an aqueous mixture containing 20 g of silver nitrate and 200 cm 3 of a granular porous siliceous stone, the grains of which remain between the sieves of 4 and 8. stitches per inch (gaps between threads 6.5 to 3.8 mm). This material is placed in the tube and reduced with hydrogen for 10 hours at temperatures increasing from 150 to 220 C.



  The reduced silver-bearing surface catalyst is treated with ozone, as described in Example 1. The ozone-treated material is then heated to a temperature of 90 ° C and added to the tube. Catalyzes a 24% aqueous solution of barium hydroxide oet.a.hydrate, also heated to 90 ° C. After remaining on the catalyst for 5 minutes, the barium oxide solution is withdrawn from the catalysis tube.



  For the oxidation of the olefins with the catalyst thus prepared, the temperature is raised to 290 ° C. and a mixture of ethylene and air containing 10.3 ethylene is fed to the tube, in an amount of 56 liters at time. The gases leaving the tube contain ethylene oxide in an amount equal to 270 of the yield obtained under identical conditions using the same catalyst, after the initial reduction, but before the ozone treatment.



  <I> Example 3: </I> The catalyst is prepared by evaporating. dry an aqueous suspension of 25 g of silver powder, passing through a 200 mesh sieve, and 200 cm 'of a granular porous siliceous stone, the grains of which remain between the 4 and 8 mesh sieves. The resulting catalyst material is then ozonized and reduced several times and finally treated in the ozonized state with a solution of barium hydroxide under the conditions described in Example 2. Each treatment with ozone is carried out according to the method. ordinary temperature. The first reduction is made with hydrogen at 250 C and all subsequent reductions are carried out at 150 C.



  The material was tested under conditions favoring the production of ethylene oxide, at different times of the various series of activation treatments. In each case, a mixture of ethylene and air containing 10% ethylene was passed over the catalyst at a rate of 56 liters per hour, while the material was kept at a temperature of 290 to 295 C , in a catalysis tube of the form and material described in Example 2. The first test was performed after the material had been ozonized, reduced and again ozonized. Under this condition it was found to exhibit very low catalytic activity, producing less than <B> 0.1% </B> ethylene oxide in the exit gases.

   She was tried again after being ozonized, reduced, and ozonated once more, and her. activity was the same as before. This shows that silver catalysts do not have substantial activity when used in the ozonized state. The third attempt to produce ethylene oxide was made after the material was once again ozonized and reduced with hydrogen.



  The reduced catalyst was found to be much more active, yielding about 1.9% ethylene oxide in the exit gases. This treatment having been repeated, the catalyst was again employed in the reduced state and 2.25% ethylene oxide is then produced in the exit gases. Finally, the material, after being again ozonized and treated with a barium hydroxide solution, produced ethylene oxide in an amount up to 4% in the exit gases.



  The catalysts obtained are especially well intended for the formation of olefin oxides by direct combination of the corresponding olefins with oxygen at temperatures between about 150 and 400 C. As Lefort has shown, the reaction can occur either at atmospheric pressure, or at higher or lower pressure, and any desired proportion of olefin and oxygen or air (or other oxygen-containing gas) can be employed.

   For the oxidation of olefins, the surface catalysts according to the present invention can be disposed in the reaction vessel in any desired manner which will ensure the necessary contact of the reactants with the catalyst. The particle size of the support for the catalyst is not of critical importance and can be chosen to suit the conditions of the operation. In the event that materials such as barium hydroxide have been introduced into the ozonized catalysts, the proportion of such materials may range from about 2 to about 40% by weight of the silver contained in the catalyst.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I Procédé de préparation d'un catalyseur de surface, destiné à être utilisé pour la combinaison directe d'oléfines avec de l'oxygène moléculaire à des températures comprises entre<B>150</B> et 400' C, caracté risé en ce qu'on traite un catalyseur de surface dont la matière active est de l'ar gent au moins une fois avec de l'ozone pour former du peroxyde d'argent, et en ce que l'on soumet l'argent ozonisé à l'ac tion d'un agent capable de modifier chi miquement cet argent ozonisé, de façon à former un catalyseur de surface actif. II Catalyseur de surfacé, obtenu par le pro cédé selon la revendication I. CLAIMS I Process for the preparation of a surface catalyst, intended to be used for the direct combination of olefins with molecular oxygen at temperatures between <B> 150 </B> and 400 ° C, characterized in treating a surface catalyst whose active material is silver at least once with ozone to form silver peroxide, and subjecting the ozonized silver to the The action of an agent capable of chemically modifying this ozonized silver, so as to form an active surface catalyst. II Surfaced catalyst, obtained by the process according to claim I. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que l'on traite ledit cataly seur par de l'ozone, en présence de va peur d'eau. 2 Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que l'on soumet l'argent ozo nisé à l'action d'un gaz réducteur, à des températures élevées. 3 Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 2, caractérisé en ce que le gaz réducteur employé pour cette opération est de l'hydrogène. 4 Procédé selon la revendication I, caracté risé en ce que l'on soumet l'argent ozonisé à l'action d'une solution alcaline. SUB-CLAIMS 1 A method according to claim I, characterized in that said catalyst is treated with ozone, in the presence of water vapor. 2 The method of claim I, charac terized in that the ozo nized silver is subjected to the action of a reducing gas at high temperatures. 3 A method according to claim I and sub-claim 2, characterized in that the reducing gas used for this operation is hydrogen. 4 The method of claim I, characterized in that the ozonized silver is subjected to the action of an alkaline solution. 5 Procédé selon la revendication I et 1a sous-revendication 4, caractérisé en ce que ladite solution alcaline est une solution d'hydroxyde de baryum. 6 Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 4, caractérisé en ce que ladite solution alcaline est une, solu tion d'hydroxyde de strontium. 7 Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 4, caractérisé en ce que ladite solution alcaline est une solu= tion d'hydroxyde de lithium. 5 The method of claim I and 1a sub-claim 4, characterized in that said alkaline solution is a solution of barium hydroxide. 6 A method according to claim I and sub-claim 4, characterized in that said alkaline solution is a solution of strontium hydroxide. 7 The method of claim I and sub-claim 4, characterized in that said alkaline solution is a solution of lithium hydroxide. 8 Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'on traite le catalyseur avec de l'ozone et de la vapeur d'eau, à une tem pérature comprise entre 20 et 250 C. 9 Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 1, 2, 3 et 8, caracté risé en ce que l'on soumet le catalyseur à l'action de l'hydrogène à une tempéra ture comprise entre 90 et 250 C. 8 A method according to claim I and sub-claim 1, characterized in that the catalyst is treated with ozone and steam, at a temperature between 20 and 250 C. 9 Process according to Claim I and sub-claims 1, 2, 3 and 8, characterized in that the catalyst is subjected to the action of hydrogen at a temperature between 90 and 250 C. 10 Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 1 et 8, caractérisé en ce que l'on traite le catalyseur avec de l'ozone et de la vapeur d'eau, le récipient qui sert à la réaction étant alimenté en eau à un débit tel qu'une pellicule d'eau liquide recouvre pratiquement l'argent ozonisé. 11 Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 4, caractérisé en ce que la solution d'hydroxyde à l'action de laquelle est soumis l'argent ozonisé du catalyseur est une solution chaude. 10 The method of claim I and sub-claims 1 and 8, characterized in that the catalyst is treated with ozone and water vapor, the vessel which is used for the reaction being supplied with water to a flow rate such as a film of liquid water substantially covers the ozonized silver. 11 The method of claim I and sub-claim 4, characterized in that the hydroxide solution to the action of which is subjected the ozonized silver of the catalyst is a hot solution. 12 Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que l'argent ozonisé du cala- lyseur après avoir été soumis à l'action de l'agent modificateur est de nouveau ozonisé et de nouveau traité avec un agent capable de modifier chimiquement l'ar gent ozonisé. 13 Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 12, caractérisé en ce que l'on soumet le catalyseur de manière alternative et répétée à. un traitement avec de l'ozone et à un traitement avec un agent capable de modifier chimiquement l'argent ozonisé. 12 A method according to claim I, characterized in that the ozonized silver of the calalyser after having been subjected to the action of the modifying agent is again ozonized and again treated with an agent capable of chemically modifying the. ar gent ozonized. 13 The method of claim I and sub-claim 12, characterized in that the catalyst is subjected to alternately and repeatedly. treatment with ozone and treatment with an agent capable of chemically modifying ozonized silver.
CH209971D 1937-08-07 1938-08-06 Process for preparing a surface catalyst for use in the direct combination of olefins with molecular oxygen, and catalyst obtained by this process. CH209971A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US209971XA 1937-08-07 1937-08-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH209971A true CH209971A (en) 1940-05-31

Family

ID=21801753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH209971D CH209971A (en) 1937-08-07 1938-08-06 Process for preparing a surface catalyst for use in the direct combination of olefins with molecular oxygen, and catalyst obtained by this process.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH209971A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2523971A1 (en) SILVER CATALYST, SUPPORTED WITH ALKALINE PROMOTER, PROCESS FOR THE PREPARATION AND APPLICATION TO OXIDATION OF ETHYLENE ETHYLENE OXIDE
JPH0232016B2 (en)
FR2526419A1 (en) PROCESS AND CATALYTIC COMPOSITION FOR PRODUCING LOWER ALKYLENE GLYCOL AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME
EP0241391B1 (en) Catalysts based on silver for the production of ethylene
CH377790A (en) Process for preparing a catalyst, catalyst prepared by this process and use of this catalyst
CH209971A (en) Process for preparing a surface catalyst for use in the direct combination of olefins with molecular oxygen, and catalyst obtained by this process.
FR2461524A1 (en) IMPROVED PROCESS FOR THE PREPARATION OF SELECTIVE OXIDATION CATALYSTS
EP0349406A1 (en) Process for the industrial manufacture of aqueous solutions of glyoxylic acid
FR2490508A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF CATALYSTS
EP0979807B2 (en) Process for the Fischer-Tropsch synthesis in presence of a catalyst with controlled size of the metallic particles
JPH0397612A (en) Method for treating new or old graphite powder for improving effectiveness as carrier of metallic catalyst
FR2657792A1 (en) CATALYTIC SYSTEM AND ITS APPLICATION TO OXYDESHYDROGENATION OF SATURATED CARBOXYLIC ACIDS.
BE429486A (en)
US4388216A (en) Regenerating heavy metal catalysts for butynediol production
US2562857A (en) Production of ethylene oxide by the catalytic oxidation of ethylene
CH386410A (en) Process for preparing perchlorethylene
FR2550713A1 (en) CATALYSTS CONTAINING MIXED OXIDES OF VANADIUM AND PHOSPHORUS
US1329323A (en) Process of making catalytic material
US2187882A (en) Olefin oxidation and catalyst
BE590391A (en) Process for the preparation of titanium trihalides
BE666142A (en)
JPS6113457B2 (en)
FR2529882A1 (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF METHYLENE CHLORIDE
CH271114A (en) Process for the preparation of pyrazine.
BE534950A (en)