CN103270001A - 多波瓣的多孔陶瓷本体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在此披露了一种载体，该载体具有至少三个波瓣、一个第一端、一个第二端、在这些端之间的一个壁、以及在一个端与该壁的相交处的一个不均匀的过渡半径。在此还披露了一种催化剂，包括该载体、沉积在该载体上并且对烯烃的环氧化作用有用的银以及助催化剂。在此还披露了用于制造该载体的方法、用于制造该催化剂的方法、以及使用该催化剂将一种烯烃环氧化的工艺。

Description

多波瓣的多孔陶瓷本体及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年12月29日提交的美国临时申请号61/428,009的权益。
发明背景
本发明涉及具有一种波状形状的多孔陶瓷本体，该波状形状对于用作催化活性材料的载体是特别适当的。载体与活性材料的组合可以在随机布置到一个反应器管内时作为一种催化剂起作用，这对于制造化学品例如环氧乙烷是有用的。
环氧乙烷，在此可以缩写为EO是用作制造此类化学品（如乙二醇、乙二醇醚、烷醇胺、以及清洁剂）的原料的一种重要的工业化学品。制造环氧乙烷的一种方法是用氧对乙烯进行催化部分氧化（catalyzed partialoxidation）。持续存在的努力来发展可以改进此类环氧乙烷制造方法的操作效率的催化剂。一种环氧乙烷催化剂的某些所希望的特性包括良好的选择性、良好的活性、以及长的催化剂寿命。同样重要的是当负载在反应器管内时这种催化剂导致了是横跨该EO反应器的尽可能较低的压降。使用更高的填充密度实现显著的压降改进往往增强了一种EO催化剂在目前的EO装置中的稳定性，并且往往允许设计更有效的新的EO装置。
制造EO所使用的这些典型的催化剂包括在一种载体上，典型地一种α氧化铝载体上，的银以及其他金属以及助催化剂。这种银催化剂说明在了许多美国以及外国专利中，除其他之外包括，US4,242,235；US4,740,493；US4,766,105；US7,507,844；US7,507,845；US7,560,577；US7,560,411；US7,714,152；US2008/0081920；US2008/0306289；US2009/0131695以及US2009/0198076。催化剂的形状采用了该载体的形状。一种载体的形状可以通过描述以下特征中的一项或多项来表征：长度、外径、内径；长与直径之比；外壁的半径；端表面的半径；从一端观看时的形状；以及从一侧观看时的形状。最常见的可商购的载体形状是在球粒的中心具有一个孔的一个小圆柱体球粒的形状。参加，例如US7,259,129，将其披露内容通过引用结合在此。在‘129专利中，该支持材料具有特定的物理特性并且优选地被形成为一种成型的支持材料的团聚体，该团聚体具有一种空心的圆柱形几何构型或一种具有较小的内径的结构。相比之下，US4,441,990披露了空心的成型的催化的挤出物，这些挤出物可以用于催化地促进的过程中，这些过程包括烃处理的操作。这些形状包括基本上截面是矩形形状的管以及三角形形状的管。一个实施例的特征在于具有围绕其外周边的球状的突出部。披露了从约1/8英寸、1/10英寸、或甚至1/25英寸或更小的壁厚度。US2009/0227820披露了一种几何形状的耐火的实心载体，其中该载体的至少一个壁的厚度是小于2.5mm。US6,518,220披露了用于多相催化反应的处于空心圆柱体或环形平片体形式的成型的催化剂，其端面同时被圆化到外边缘以及中央孔的边缘，使得它们不具有成直角的边缘。此种催化剂形状的一种修改包括一种球粒，其中这些圆化的边缘仅在球粒的外边缘上并且中心孔的内边缘不包括多个圆化的边缘。US6,325,919披露了由一种耐火的无机氧化物构成的催化剂载体，这些催化剂具有旋转对称的形状并且具有一个空心部分，例如一个环形物的形状。将该空心部分分离开的一个外周表面以及其内周表面由多个弯曲的表面连接，并且该载体的沿着旋转对称轴的高度是小于该载体的外直径。EP1,184,077披露了处于具有多个圆化边缘的一个有角度的挤出物形式的一种多孔的耐火的载体。WO03/013725披露了长形形状的三波瓣颗粒。US2,408,164披露了多种形状的催化剂，包括平面的、具有一个中央开口以及多个布置在其外周内的平行凹槽的圆柱形的、以及具有几个在其中形成的平行通道的圆柱形的。US4,645,754披露了由一种载体制成的催化剂，该载体处于短鞍填料或弧鞍填料的形状。在专利领域内提到的其他形状包括：球形、平片体、环、螺旋形、角锥、圆柱体、棱柱、立方形、立方体，等等。参见例如：美国公开专利申请2008/0015393、2008/0255374、2009/0041751、2009/0227820；美国专利5,155,242以及7,547,795；以及国际公开WO2004/014549。
然而，对于具有在反应器中比目前可得的性能更好的改进型催化剂持续存在着的需要。本发明提供了能够具有此种改进的载体以及催化剂。
概述
本发明的载体通过将一种多波瓣截面的构型与在该载体的多个端和壁的相交处不均匀的圆化进行结合而在反应器内提供了改进的性能。本发明的一种催化剂是催化组分与本发明的载体的一种新颖组合。
在一个实施例中，本发明是一种多孔的陶瓷本体，该陶瓷本体包括一个第一端、一个第二端、以及布置在这些端之间的一个壁。该壁包括至少三个在该壁的长度上形成的波瓣。该第一端以及壁在具有一个不均匀过渡半径的一个第一圆周线处彼此相交。
在另一个实施例中，本发明是一种催化剂，该催化剂包括对于乙烯的环氧化作用有用的布置在一个特定形状的多孔陶瓷本体上的银以及助催化剂，该陶瓷本体包括一个第一端、一个第二端、以及布置在这些端之间的一个壁。该壁包括至少三个在该壁的长度上形成的波瓣。该第一端以及壁在具有一个不均匀过渡半径的一个第一圆周线处彼此相交。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于制造本发明的催化剂的方法。适当地，该方法涉及提供一种本发明的载体并且将该载体使用一种含银的溶液浸渍，使得该载体上的银金属的量值超过了该催化剂重量的8重量百分比。优选的银的量值是在该催化剂重量的10与30重量百分比之间。然后将该银浸透的成型的载体进行热处理以在例如在从100°C至500°C，优选地从150°C至320°C的范围内的温度下提供该催化剂。
根据本发明的又另一个方面，提供了一个填充的催化剂床，该床由负载在本发明的一种载体上的含银的催化剂颗粒组成，该催化剂床具有至少50kg银/m3催化剂床的银负载量。
根据本发明的又另一个方面，由以上描述的方法制成的催化剂或以上描述的催化剂床被用于一种通过使该催化剂在适当的环氧化处理条件下与包括乙烯以及氧的一个进料流进行接触而制造环氧乙烷的方法中。
此外，本发明提供了一种使用环氧乙烷制造乙二醇、乙二醇醚或1,2-烷醇胺的方法，该方法包括将环氧乙烷转化成乙二醇、乙二醇醚或1,2-烷醇胺，其中该环氧乙烷已经通过根据本发明的用于制备环氧乙烷的方法获得。
附图简要说明
图1是本发明的载体的一个第一实施例的透视图；
图2是本发明的载体的一个第二实施例的端视图；
图3是图2示出的载体的一个侧视图；
图4A和4B描绘了本发明的载体的一个第三实施例的端视图以及透视图；
图5A和5B描绘了本发明的载体的一个第四实施例的端视图以及透视图；
图6A和6B描绘了本发明的载体的一个第五实施例的端视图以及透视图；
图7描绘了一种常规的环形载体并且标记为现有技术；并且
图8A-8J描绘了本发明的十个载体的截面视图。
详细说明
如在此所使用的，短语“多孔陶瓷本体”、“载体”以及“支持物”可互换地使用。词语“催化剂”是指一种载体，该载体包括布置在该载体上的一种催化活性的材料。因为该催化活性的材料的厚度相对于该载体的宽度非常小，所以该载体的表观形状以及该催化剂的形状是实质上相同的。
一种“多孔陶瓷载体”可以指一种长形的棒状本体，该本体具有一个多波瓣的截面形状-即，当从任一端观看时，该多孔本体的这些端面具有一个多波瓣形状并且该本体具有可以被描述为其长度的某一高度。多波瓣形状的载体的例子被示出，例如在图8A至8J中。多波瓣多孔陶瓷本体的一个实施例是一种空心的四波瓣形的载体。短语“四波瓣形状的”是指该载体的截面图在其圆周上具有四个非三角形的，例如半圆形形状的延伸部分。空心的四波瓣形状的载体的透视图是示出的，例如在图1和5B中。短语“空心的四波瓣形状的物体”是指一个截面具有至少一个通过其中的通道，在其圆周上具有四个非三角形的，例如半圆形形状的延伸部分。
用作催化活性材料的载体的多孔陶瓷本体具有许多物理以及化学特征，当布置于一种化学反应器中这些特征时共同地以及单独地影响该催化剂的选择性、寿命、产量以及耐久性。该多孔本体的物理以及化学特征还可以影响该载体以及催化剂的可制造性。许多的专利以及技术文章已经集中于通过改变诸如载体的表面积、孔径分布、以及形态的特征（在此可以称为载体的微观物理特征）来改进该催化剂。在其他公开物中，该对载体的宏观物理特征，如其长度、外径以及内径进行了说明。在另外其他公开物中，对该载体的宏观物理特征与反应器管内径之间的关系进行了说明。在此提出权利要求的本发明的发明人已经发现该催化剂的总体性能，它包括：载体的制备以及催化剂的制备；催化剂的选择性以及寿命；反应器内的压降；以及载体的磨损以及破裂耐受性，均可以通过将该载体成型为包括多个具有不均匀过渡半径的波瓣以及圆化的拐角而有利地改变。这种圆化的拐角以及多个波瓣的组合可以被用来相对于具有非圆化的拐角的常规的载体环来增加反应器内催化剂的填充密度。填充密度的增加可以是显著的，因为反应器每单位体积的银量值随着载体的填充密度的增加而增加。该反应器每单位体积的银量的增加可以改进该反应器的通过量，该通过量在此被称为产量。此外，圆化的拐角以及多波瓣的组合还可以协作从而相对于一个具有非圆化拐角的载体环的床为在该反应器内通过催化剂床的流体流动提供更少的曲折的通路，这避免了显著的压降增加（尽管该催化剂填充密度的增加）。圆化的拐角以及多波瓣的组合还消除了该催化剂的在用来生产该催化剂的步骤过程中最容易磨损的部分。将反应器内的压降以及磨损的颗粒的量值最小化的同时，增加该催化剂的填充密度允许了对有待更完全地利用该载体微观物理特征的潜在影响，由此导致了改进的选择性以及寿命，这两者共同地改进了该反应器的经济性能。除了增加该催化剂的选择性以及寿命的特征之外，该载体还应该具有足够的机械强度以防止在该催化剂的制造过程以及将该催化剂装载到该反应器内的过程中的破碎。在某些实施例中，该载体具有至少一个通过该载体的长度布置的通道。在一些实施例中，该载体可以具有2至4个通道。在一些实施例中，该载体对于每个波瓣可以具有一个通道。如果该载体具有一个偶数数目的波瓣，则该载体可以具有一个偶数数目的通道。类似地，如果该载体具有一个奇数数目的波瓣，则该载体可以具有一个奇数数目的通道。此外，波瓣的数目以及通道的数目不需要是相同的。这些通道可以是围绕该载体的中央轴线对称地或不对称地布置的，该中央轴线通过定义从该载体的第一端延伸到其第二端并且位于该载体的中央处。一种空心的“多波瓣”形状的载体的优点之一是该载体可以具有良好的机械强度，该强度可以通过测量该载体侧面的抗碎强度（SCS）以及其本体的抗碎强度（BCS）而进行定量化，尽管存在一个通过该催化剂的通道。使用多个通道可以比使用一个单一通道（该通道具有与这些组合的多通道相同的截面表面积）是优选的，因为这些多通道提供了一个更小的壁厚度并且因此将通过该载体的扩散限制的影响最小化。再者，具有多个通道的催化剂还可以比具有单一开口的催化剂更容易制造。在一个实施例中并且如图4A所示，该载体是三波瓣形状的，其中这些波瓣在这些波瓣的外部分被截短，并且通道的数目等于波瓣的数目。
现在将对本发明的这些载体以及催化剂的特征以及特点、以及制造它们的方法进行说明。
图1中示出了一个四波瓣载体20，该四波瓣载体在此还可以描述为包括第一端22、第二端24以及壁26的一个四波瓣载体。载体20包括第一波瓣28A，第二波瓣28B、第三波瓣28C以及第四波瓣28D。该第一端22与壁26的相交形成了第一圆周线30，该线在图1中用虚线表示。该第一圆周线被定义为围绕该载体的一个连续系列的点，在此处该第一端22的表面过渡到该壁26的表面。从该第一端到该壁这些过渡半径沿着该圆周线是不均匀的，因为从该第一端到该壁的过渡在一些位置圆化的比较多并且在其他位置没有圆化或圆化的非常少，由此产生了沿着该圆周线的不均匀的过渡半径。这些最大的过渡半径是在这些波瓣的每个的顶点32处，并且最小的过渡半径是在两个波瓣之间形成的谷35内的最低点34处。在一个最大的过渡半径与一个相邻的最小的过渡半径之间，该过渡半径沿着该圆周线变化。载体20包括第一通道36，第二通道38、以及第三通道40。每个通道完全地延伸通过该载体，由此允许流体，包括在该催化剂制备过程中所使用的液体以及在一个反应器管内所使用的气体从该载体的一端流入并且通过该载体至该载体的相反端。第一通道36是圆形的。第二通道38是椭圆形状的并且该椭圆的最长轴线42与该波瓣28B以及28D的顶点对齐。第三通道28C是一个六边的多边形。波瓣28B的半径由箭头44标识，并且波瓣28A与28D之间的谷的半径由箭头46标识。尽管在图1中未示出，第二端24与壁26在一个第二圆周线处相交，该第二圆周线被定义为围绕该载体的一个连续系列的点，在此处该第二端24的表面过渡到该壁26的表面。
为了确定一个载体波瓣的前导缘的过渡半径，可以使用一个光学比较仪来对该载体照明，由此产生一个可以测量的图像。然而，为了确定在一个载体凹谷处的最小过渡半径，可以对该载体进行横切以暴露该凹谷，并且该半径可以使用一个光学比较仪进行测量。
如在此使用的，如果一个载体在该壁与端的相交处的最大过渡半径比该载体在该同一壁与端的相交处的最小过渡半径大至少三倍，则该载体被认为是具有一个不均匀的过渡半径。例如，如果在一个载体波瓣的前导缘处的最大过渡半径是6.0mm，则在一个相邻的凹谷处的最小过渡半径应该是2.0mm或更小。
尽管穿过该多孔陶瓷本体的通道的位置在某些应用中可能不是关键的，但是提供多个围绕该本体的端对称间隔开的通道（使得从一个通道至该壁的最靠近表面的距离最小化并且标准化），可以有助于通过将该催化剂制备过程中使所使用的液体扩散进入并且通过该载体的所需的时间量值最小化而制备该催化剂。所有这些通道的形状可以是相同的，或者如图1中所示，这些通道可以具有不同的形状。
在图2和图3中分别示出了包含一个穿过其间的通道的一个四波瓣催化剂的端视图和侧视图。该通道具有一个内径B。该催化剂包括四个圆波瓣。D是指总的催化剂直径。R是指该单独的圆波瓣的半径。H是指该催化剂的高度。在一个实施例中，本发明可以是一种催化剂，该催化剂包括对于烯烃的环氧化有用的并且布置在一个多波瓣形状的载体上的银以及助催化剂，该多波瓣形状的载体具有3与8个之间的波瓣并且具有一种几何构型，其中D除以R之比是在3与8之间，并且H与D之比是在0.5与3之间。已经发现特别有利的是使用一种形状的催化剂，其中H与D之比是在从0.8至1.5的范围内。在图2中，该催化剂的总直径是这些单独的波瓣的半径（R）的约四倍。R的范围是在低侧上约0.1毫米并且在高侧上几乎是无限大或“平”的。优选地R是约1至20毫米；更优选地约1至10毫米。该催化剂的总直径D优选地在2与50毫米之间；最优选地在约4与20毫米之间。对于H的范围是约2至50毫米；优选地约4至20毫米；更优选地H与D之比是约1至1。孔B的直径（孔尺寸）从0.5至约5毫米变化，优选地在约1与约4毫米之间。该孔尺寸可以是在该催化剂直径（D）的约0.1至0.9倍之间；优选地在该催化剂直径的约0.2与0.6倍之间。尽管在图3中仅示出了一个孔，考虑的是可以使用一个或多个通道。在一个优选的实施例中，对于每个波瓣存在至少一个通道。
在图4A和4B中分别示出了具有三个通道的一个三波瓣载体的端视图和透视图。
在图5A和5B中分别示出了具有一个单通道的一个四波瓣载体的端视图和透视图。
在图6A和6B中分别示出了另一个具有一个单通道的四波瓣载体的端视图和透视图。
图7是现有技术载体的一个透视图，该载体没有波瓣并且该载体的拐角没有进行圆化。
图8A至8J披露了几个多波瓣载体的截面视图，这些载体具有至少三个波瓣以及在一个与五个之间的通道。特定的形状A具有四个截短的波瓣以及两个椭圆形形状的通道。特定的形状B具有四个波瓣以及这些波瓣的一个逐渐圆化的相交部分。特定的形状C具有四个半圆形的波瓣。特定的形状D具有五个半圆形的波瓣。特定的形状E具有四个波瓣以及这些波瓣的一个逐渐圆化的相交部分。特定的形状F具有四个截短的波瓣以及三个通道。特定的形状G具有四个延伸的波瓣。特定的形状H具有四个延伸的半圆形波瓣。特定的形状I具有五个波瓣以及这些波瓣的一个经圆化的相交部分。特定的形状J具有四个半圆形的波瓣并且包括这些波瓣的一个经圆化的相交部分。
典型的现有技术来制备一种α氧化铝载体涉及将一种或多种α氧化铝粉末与粘合剂类、挤出助剂类、水、助熔剂类、其他氧化铝材料、以及任选地燃尽的材料的一种组合进行混合以提供一种用手可延展的混合物。可以用来制造适当的混合物的方法的详细说明可以在US6,831,037和US7,825,062中找到。然后可以通过一个适当形状的模口挤出一种适当的混合物以便提供一种挤出物，该挤出物在挤出物的壁中具有三个或更多个波瓣并且平行于该挤出的中央轴线的。然后可以将该挤出物切割成多个单独的、未烧制的载体前体，它们通常被称作生坯。该挤出物可以通过一个快速移动的刀片进行切割，该刀片实质上垂直于该挤出的方向将该挤出物切穿。这些产生的载体前体具有一个第一端、一个第二端、以及在该第一端与该第二端之间延伸的壁。这些端实质上彼此平行并且与该壁垂直。该第一端以及壁以一个直角相交，这固有地限定了一个小的、均匀的过渡半径。该过渡半径限定了一个圆周线，该圆周线具有一个均匀的过渡半径。类似地，该第二端与该壁以一个直角相交，这固有地限定了一个小的、均匀的过渡半径，该过渡半径等于在该第一端与壁的相交处的过渡半径。然后可以将多个载体前体在一个容器（例如一个旋转的管）内进行翻滚，该容器允许这些前体彼此和/或与该容器的这些侧相接触。在该翻滚的过程中，这些载体前体彼此接触并且这些波瓣的前导缘被压缩，由此将这些波瓣的边缘圆化。由于该前体的多波瓣设计，该前体的前导缘被最大量地压缩，并且这些波瓣之间的凹谷不被压缩或者被压缩得非常少。结果是，这些波瓣的前导缘具有最大的过渡半径，并且这些波瓣之间的凹谷具有最小的过渡半径。在一个波瓣的前导缘与该凹谷之间，该前体的过渡半径可以是比最小的过渡半径大，但是比最大的过渡半径小。前导缘被压缩的量、以及因此该前导缘的过渡半径可以通过调节多个因素进行控制，这些因素如翻滚该前体的时间的长度以及旋转该容器的速度。然后将这些具有不均匀的过渡半径的前体进行干燥以除去水并且在高温下烧制以形成该陶瓷本体。要求高温（大于1200°C）以实现这些α氧化铝颗粒与彼此之间的适当粘结并且提供一种具有所希望的表面积的载体。代替使用形成本发明的载体的一种挤出方法，可以将一种适当的混合物布置到一个腔中，并且该载体可以通过将该混合物压制成所希望的形状而形成。通过压制已经形成的载体可以在该载体端至壁的界面处使用所希望的圆化来制造，并且因此不需要翻滚以在载体的端与壁的相交处赋予所希望的不均匀的过渡半径。
本发明的一种载体可以由任何多孔的耐火材料制成，该耐火材料在乙烯氧化进料、产品以及反应条件的存在下是相对惰性的，前提是此类材料具有所希望的物理以及化学特性。总体上，该材料包括一种无机材料，特别是一种氧化物，该氧化物可以包括例如氧化铝、碳化硅、碳、硅石、氧化锆、氧化镁、硅石-氧化铝、硅石-氧化镁、硅石-二氧化钛、氧化铝-二氧化钛、氧化铝-氧化镁、氧化铝-氧化锆、氧化钍、硅石-二氧化钛-氧化锆以及不同的粘土。
这种优选的多孔耐火材料包括优选地具有至少90重量百分比氧化铝并且更优选地，至少98重量百分比氧化铝的高纯度的氧化铝。时常地，该耐火材料包括最多99.9重量百分比，更时常地最多99.5重量百分比的氧化铝。在形成氧化铝的多种可获得的形式之中，最优选的是α氧化铝。
在烧制之后，该载体的微观物理特征可以具有0.3至15μm、优选地1至10μm的平均孔直径；以及一个单峰的、双峰的、或多峰的孔径分布，如通过压汞至3.0x108Pa的压力使用一种Micrometrics Autopore9200型（130°的接触角，具有0.473N/m表面张力的汞，以及对于所施加的汞压缩的校正）来确定的。以下内容是对于载体的孔分布的许多选择中的一些。首先，该载体可以具有至少1m2/g的表面积、以及孔径分布，是使得具有的直径的范围从0.2至10μm的孔代表了该总的孔体积的至少70%，并且此类孔一起提供了至少0.27ml/g的孔体积，相对于该载体的重量。第二，一种载体可以具有大于0.5μm的中间孔直径、以及一个孔径分布，其中总孔体积的至少80%包含在了具有的直径的范围从0.1至10μm的孔内，并且具有的直径的范围从0.1至10μm的孔内所包含的孔体积的至少80%包含在了具有的直径的范围从0.3至10μm的孔内。第三，一个载体具有至少两个在0.01-100μm孔直径范围内的对数微分（log differential）孔体积分布峰，并且上述峰中的至少一个峰是在通过压汞测量的孔直径分布中在0.01-1.0μm孔径范围内存在的，其中每个峰的对数微分孔体积分布的最大值是0.2cm3/g或更大。第四，一种载体具有一个双峰孔径分布，其中一个第一模式的孔具有范围从约0.01m至约5μm的平均直径，并且一个第二模式的孔具有范围从约5μm至约30μm的平均直径。第五，一种载体具有小于0.20ml/g的来自小于1微米直径的孔的孔体积，小于0.20ml/g的来自大于5微米直径的孔的孔体积，以及总的孔体积的至少40百分比为来自1微米直径与5微米直径之间的孔的孔体积。此外，该载体的表面积，如通过B.E.T法测量的，可以在从0.03m2/g至10m2/g的范围内，优选地从0.05m2/g至5m2/g，并且最优选地从0.1m2/g至3m2/g。适当地，该表面积是至少0.5m2/g。测量表面积的B.E.T.法已经由布鲁尼尔（Brunauer）、埃密特（Emmett）和特勒（Teller）在美国化学会志（J.Am.Chem.Soc.）60(1938)309-316中详细地描述了，将其通过引用结合在此。
除了具有特定的几何构型的载体之外，该载体上结合了至少一个催化有效量的银以及任选地一种或多种助催化剂、和任选地一种或多种共助催化剂。因此，本发明的催化剂包括一种载体、一个催化有效量的银、以及任选地一种或多种助催化剂、和任选地一种或多种共助催化剂。
总体上，本发明的一种催化剂可以通过将本发明的一种载体用银以及任选地一种或多种助催化剂（例如像，稀土金属、镁、铼以及碱金属（锂、钠、钾、铷、以及铯），或它们的化合物）、以及任选地一种或多种共助催化剂（例如像，硫、钼、钨以及铬，或它们的化合物）进行浸渍而制备。在可以结合到该载体中的这些助催化剂组分之中，铼以及这些碱金属，特别是这些碱性更高的金属，例如钾、铷、以及铯是优选的。在这些碱性更高的金属中最优选的是铯，它可以单独地或以与例如钾和/或锂的一种混合物一起使用。可以使用任一种铼助催化剂而其中并不存在一种碱金属助催化剂，或者可以使用一种碱金属助催化剂而其中并不存在一种铼助催化剂，或一种铼助催化剂以及一种碱金属助催化剂两者均可以在该催化剂系统中存在。与铼结合使用的这些共助催化剂可以包括：硫、钼、钨、以及铬。
通过将该载体与使一种银盐、或银的化合物、或银的络合物溶解在一种适当的溶剂中而形成的一种银溶液相接触而将银结合到该载体中。这种接触或浸渍优选地在一个单独的浸渍步骤中完成，由此银沉积到该载体上从而提供例如至少约8重量百分比的银一直到约30重量百分比，基于该催化剂的总重量。在另一个优选的实施例中，将一个实质上更高量值的银沉积到该载体上，例如，基于该催化剂的总重量的至少12重量百分比的银，其中该银可以在多于一个的浸渍步骤中，例如在两个、三个或四个浸渍步骤中沉积。
该一种或多种助催化剂还可以在该银的沉积之前、同时、或之后沉积在该载体上，但是优选地将该一种或多种助催化剂与银同时地或同步地沉积到该载体上。当该催化剂包括银、铼、以及一种关于铼的共助催化剂时，可能有利的是将该共助催化剂在银的沉积之前或同步地进行沉积，并且在至少一部分银已经被沉积之后来沉积铼。优点是这种沉积步骤的顺序体现在一种增强的催化剂稳定性之上，特别是就其活性而言。
可以使用一种适当的溶液将助催化量的碱金属或碱金属的混合物沉积到一个载体上。尽管碱金属以一种纯的金属的状态存在，但是它们不适合于以那种形式使用。为了浸渍的目的，它们总体上作为溶解在一种适当的溶剂中的这些碱金属的化合物来使用。该载体可以使用这种或这些碱金属化合物的一种溶液在处于一种适当的形式的银的浸渍进行之前、过程中或之后来进行浸渍。一种碱金属助催化剂甚至可以在该银组分已经被还原至金属银之后而沉积在该载体上。
所使用的碱金属的助催化量将取决于若干个变量，例如像，所使用的载体的表面积以及孔结构和表面化学特性，该催化剂的银含量以及与碱金属阳离子结合使用的具体的离子以及它们的量值。
沉积在载体上或在存在于该催化剂上的碱金属助催化剂的量值按该金属相对于总的催化剂重量的重量计总体上在从约百万分之10份至约百万分之3000份，优选地在约百万分之15份与约百万分之2000份之间，并且更优选地在约百万分之20份与约百万分之1500份之间的范围内。
该载体还可以使用铼离子、一种或多种盐、一种或多种化合物、和/或一种或多种络合物进行浸渍。这可以与加入该碱金属助催化剂同时、或在其之前或之后；或者在加入银的同时、或在其之前或之后，来完成。铼、碱金属以及银可以处在同一浸渍溶液中。它们在不同的溶液中的存在将会提供适当的催化剂，并且在某些情况下甚至改进的催化剂。
沉积在或存在于该成型的团聚体或催化剂上的铼（作为金属计算）的优选量值的范围是从总催化剂的每克约0.1微摩尔（μmole）至每克约10微摩尔，更优选地从每克约0.2微摩尔至每克约5微摩尔，或者作为替代方案陈述的，是按总催化剂的重量计从约百万分之19份至约百万分之1860份，优选地从约百万分之37份至约百万分之930份。这些提及的在该催化剂上存在的铼的量值以金属来表达，而不考虑其中铼实际存在的形式。
在本发明的催化剂的制备中所使用的铼化合物包括可以溶解在一种适当的溶剂中的铼化合物。优选地，这种溶剂是一种含水的溶剂。更优选地，该溶剂是用于沉积该银以及碱金属助催化剂的同一种溶剂。
在制造本发明的催化剂中所使用的适当的铼化合物的例子包括铼盐，例如铼的卤化物，铼的卤氧化物、铼酸盐、高铼酸盐，铼的氧化物以及酸。用于该浸渍溶液的一种优选的化合物是高铼酸盐，优选高铼酸铵。然而，这些碱金属的高铼酸盐，碱土金属的高铼酸盐、银的高铼酸盐、其他的高铼酸盐以及七氧化二铼也可以适当地使用。
该一种或多种共助催化剂还可以通过本领域普通技术人员已知的任何适当的方式沉积到该载体上。该共助催化剂在沉积该银之前、同时、或之后沉积到该载体上，但是优选地将该一种或多种共助催化剂与银同时地或同步地沉积在该载体上。将一种共助催化量值的共助催化剂沉积在该载体上，并且总体上可以处于总催化剂的每克从约0.01至约25、或者更多微摩尔的范围内。
根据本发明的这些催化剂对环氧乙烷生产在于使用分子氧将乙烯直接氧化成环氧乙烷方面具有特别高的活性以及高的选择性。例如，本发明的催化剂可以具有至少约86.5摩尔百分比的初始选择性，优选地，至少87摩尔百分比并且最优选地至少88.5摩尔百分比。本发明的一个益处是当将本发明的催化剂填充到一个催化剂床中时它提供了一个催化剂床，该催化剂床具有一个较高的银负载量（而没有在用于制造环氧乙烷的过程中时在该催化剂床上引起一个增加的压降）和/或具有填充密度相对于此压降的一种改进的平衡。与基于理论模型（例如Ergun Correlation，参见W.J.贝克以及K.M.K.玛兹渥（Muttzall），“传输现象（Transport Phenomena）”，约翰威利父子有限公司（J.Wiley and Sons Ltd），1975年，114页）的预测相比，当减小孔直径时，在制造环氧乙烷中所使用的典型的反应器管中有利地表现了压降/填充密度的平衡。通过实施本发明，可实现的是该催化剂的银负载量可以是至少150kg银/m3催化剂床，优选地至少170kg银/m3催化剂床，更优选地至少200kg银/m3催化剂床，并且特别是至少250kg银/m3催化剂床。时常地，该银负载量是最多800kg银/m3催化剂床，更时常是最多600kg银/m3催化剂床，仍然更时常是最多550kg银/m3催化剂床。高的银负载量允许了在制造环氧乙烷的方法中使用较温和的条件，特别是温度，从而实现一个给定的工作率，连同实现一种改进的选择性以及催化剂寿命，特别是在活性稳定性以及选择性稳定性方面。
如在此所使用的，关于一种催化剂的选择性，术语“选择性”，Sw，意思是相对于总的转化的乙烯而形成的所希望的环氧乙烷的摩尔百分比（%）。该选择性可以在一种给定的工作率w下限定，对于一种催化剂，其中该工作率定义为每小时每单位体积的催化剂所产生的环氧乙烷的量值（例如，kg/m3）。如在此所使用的，关于一种催化剂的活性，术语“活性”，Tw，意思是达到一个给定的工作率所需要的温度。
在根据本发明的这些催化剂的存在下进行环氧化反应的条件宽泛地包括在现有技术中已经说明的那些。这适用于例如适当的温度、压力、停留时间、稀释剂材料，例如氮气、二氧化碳、蒸汽、氩气、甲烷或其他饱和的烃，适用于控制该催化作用的慢化剂的存在，例如1,2-二氯乙烷、氯乙烯、氯乙烷或氯化的聚苯化合物，适用于使用循环操作或在不同的反应器中施用顺序的转化以增加环氧乙烷产率的希望性，并且适用于在制备环氧乙烷的方法中可以选择的任何其他特定条件。总体上使用范围从大气压力至约3450kPa量规（500磅/平方英寸）的压力。然而排除了更高的压力。作为反应物所使用的分子氧可以从任何适当的来源（包括常规来源）获得。一种适当的氧加料可以包括较纯的氧气；或一种浓缩的氧流，该氧流包括大量的氧气与较少量的一种或多种稀释剂，例如氮气以及氩气；或任何其他含氧的流，例如空气。本发明的催化剂在环氧乙烷的反应中的使用绝不限制于已知有效的那些之中的特定条件的使用。
仅仅为了说明的目的，以下表格示出了在目前商业环氧乙烷反应器单元中经常使用的条件的范围：
表1
Figure BDA00003396461500131
*气体在标准温度和压力下每小时经过一立方英尺的填充的催化剂的立方英尺数值。
在一个优选的应用中，当一种含氧的气体与乙烯在本发明的催化剂的存在下、在以下适当的环氧化反应的条件下接触时来生产环氧乙烷：这些条件如在从约180°C至约330°C，并且优选地200°C至325°C的范围内的温度下，以及在从大气至约3450kPa量规（500磅/平方英寸），并且优选地从1034kPa至2758kPa量规（150磅/平方英寸至400磅/平方英寸）的范围内的压力下。在用于制造环氧乙烷的方法的通常惯例中，与催化剂接触的并且包括乙烯以及氧的进料流此外还包括一个低浓度的二氧化碳，因为二氧化碳是该过程的副产物并且在该进料流中作为重复循环的结果而部分地存在。有利的是将该进料流内的二氧化碳的浓度降低到一个低的水平，因为这将进一步增强该催化剂在活性、反应性以及催化剂寿命方面的性能。优选的是该进料中的二氧化碳的量相对于总的进料是最多4摩尔%，更优选最多2摩尔%，特别是最多1摩尔%。时常地，二氧化碳的量将是至少0.1摩尔%，更时常是0.5摩尔%，相对于总进料。
所生产的环氧乙烷可以通过使用本领域内已知的多种方法从其反应混合物中回收，例如通过从该反应器出口的水流中吸收环氧乙烷，并且任选地通过蒸馏从水溶液中回收环氧乙烷。
在该环氧化过程中生产的环氧乙烷可以转化成乙二醇、乙二醇醚或烷醇胺。
到乙二醇或乙二醇醚的转化可以包括例如适当地使用一种酸性或碱性催化剂使该环氧乙烷与水进行反应。例如，为了主要是乙二醇以及较少是乙二醇醚的制造，可以使该环氧乙烷与十倍摩尔过量的水在一种液相反应中在一种酸催化剂的存在下（基于该总的反应混合物的例如0.5%-1.0%w的硫酸），在50°C-70°C，100kPa的绝对值下，或者在一种气相反应中在130°C-240°C并且2000-4000kPa绝对值下，优选地在一种催化剂的存在下进行反应。如果水的比例降低，则该反应混合物中的乙二醇醚的比例增加。如此生产的乙二醇醚可以是一种二醚、三醚、四醚或一种后继的醚。作为替代方案，乙二醇醚可以通过将环氧乙烷使用一种醇，特别是伯醇，例如甲醇或乙醇通过用该醇代替至少一部分的水进行转化而制备。
到烷醇胺的转化可以包括使环氧乙烷与一种胺，例如氨，一种烷基胺或一种二烷基胺反应。可以使用无水的或水性氨。典型地使用无水氨以有利于单烷醇胺的生产。对于将环氧乙烷转化成烷醇胺的可适用的方法，可以提及的是，例如美国专利号4,845,296，将其通过引用结合在此。
乙二醇以及乙二醇醚可以用于许多不同的工业应用中，例如在食品、饮料、烟草、化妆品、热塑性聚合物、可固化树脂系统、清洁剂、热传递系统，等等的领域中。烷醇胺可以用于例如处理（“脱硫醇”）天然气。
以上说明仅被视为具体实施例中的。对于本领域的普通技术人员以及制造或使用本发明的人员将会想到对本发明的变更。因此，应该理解附图中示出的以及以上说明的这些实施例仅仅是为了解说性目的，而且并非旨在限制本发明的范围，本发明的范围是由根据专利法的原则进行解释（包括等效物理论）的以下权利要求来限定的。

Claims (30)

1.一种多孔陶瓷本体，包括：一个第一端；一个第二端；以及在所述端之间布置的一个壁，所述壁包括至少三个在该壁的长度上形成的波瓣，其中所述第一端以及所述壁在一个具有不均匀过渡半径的第一圆周线处彼此相交。
2.如权利要求1所述的多孔陶瓷本体，进一步包括至少一个布置在所述壁内在所述端之间的通道。
3.如权利要求1所述的多孔陶瓷本体，进一步包括至少三个布置在所述壁内在所述端之间的通道。
4.如权利要求3所述的多孔陶瓷本体，其中所述壁包括不多于八个波瓣。
5.如权利要求4所述的多孔陶瓷本体，包括相等数目的波瓣以及通道。
6.如权利要求5所述的多孔陶瓷本体，包括至少四个波瓣并且不多于六个波瓣。
7.如权利要求4所述的多孔陶瓷本体，包括不相等数目的波瓣以及通道。
8.如权利要求7所述的多孔陶瓷本体，包括偶数数目的波瓣以及奇数数目的通道。
9.如权利要求7所述的多孔陶瓷本体，包括奇数数目的波瓣以及偶数数目的通道。
10.如权利要求1所述的多孔陶瓷本体，其中所述圆周线的过渡半径包括位于一个波瓣顶点处的一个第一半径以及位于两个相邻的波瓣之间最低点处的一个第二半径，其中所述第一半径大于所述第二半径。
11.如权利要求10所述的多孔陶瓷本体，其中所述第一半径比所述第二半径大至少三倍。
12.如权利要求1所述的多孔陶瓷本体，其中所述第二端以及所述壁在一个具有不均匀过渡半径的第二圆周线处彼此相交。
13.如权利要求3所述的多孔陶瓷本体，进一步包括穿过所述陶瓷本体从所述第一端延伸至所述第二端的一条理论中央轴线，并且所述通道是围绕所述中央轴线不对称分布的。
14.如权利要求2所述的多孔陶瓷本体，其中所述至少一个通道具有一个非圆形的截面形状。
15.如权利要求14所述的多孔陶瓷本体，其中所述非圆形的截面形状选自下组，该组由以下各项组成：椭圆形、矩形、以及多边形。
16.如权利要求1所述的多孔陶瓷本体，其中每个波瓣具有一个半径R，所述陶瓷本体的总直径是D，D与R之比是在3与8之间，所述陶瓷本体的高度是H，并且H与D之比是在0.5与3之间。
17.如权利要求16所述的多孔陶瓷本体，其中该多孔陶瓷本体的直径D是在4与18毫米之间，波瓣的半径R是在1与20毫米之间，D与R之比是在1与8之间，并且该陶瓷本体的高度H是在4与18毫米之间。
18.如权利要求1所述的多孔陶瓷本体，具有在0.03m2/g至10m2/g之间的表面积。
19.如权利要求1所述的多孔陶瓷本体，具有大于0.5μm的中间孔直径、一个孔径分布，其中该总的孔体积的至少80%被包含在直径的范围是从0.1至10μm的孔内，并且在直径的范围是从0.1至10μm的孔内所包含的孔体积的至少80%被包含在直径的范围是从0.3至10μm的孔内。
20.如权利要求1所述的多孔陶瓷本体，包括一个孔径分布，该孔径分布具有在0.01-100μm孔直径范围内的至少两个对数微分孔体积分布峰，并且以上这些峰中的至少一个峰是在通过压汞测量的孔径分布中在0.01-1.0μm的孔直径范围内存在的，其中每个峰的对数微分孔体积分布的最大值是0.2cm3/g或更大。
21.如权利要求1所述的多孔陶瓷本体，具有一个双峰孔径分布，其中一个第一模式的孔具有范围从约0.01m至约5μm的平均直径，并且一个第二模式的孔具有范围从约5μm至约30μm的平均直径。
22.如权利要求1所述的多孔陶瓷本体，具有来自小于1微米直径的孔的、小于0.20ml/g的孔体积，来自大于5微米直径的孔的、小于0.20ml/g的孔体积，以及来自1微米直径与5微米直径之间的孔的、总的孔体积的至少40百分比的孔体积。
23.一种催化剂，包括权利要求1所述的多孔陶瓷本体、对于烯烃的环氧化作用有用的银以及一种或多种助催化剂。
24.如权利要求23所述的催化剂，其中银是以该催化剂总重量的10重量百分比与30重量百分比之间的范围内的量存在的。
25.如权利要求23所述的催化剂，其中一种或多种助催化剂组分是选自下组，该组由以下各项组成：稀土金属类、镁、铼、以及碱金属类。
26.如权利要求25所述的催化剂，其中所述铼助催化剂的量是处于相对于该催化剂的总重量的至少1.25mmole/千克。
27.如权利要求26所述的催化剂，进一步包括一种选自下组的铼共助催化剂，该组由以下各项组成：硫、钼、钨、以及铬，并且其中所述碱金属中的至少一种是选自下组，该组由以下各项组成：锂、钾、铷、以及铯。
28.一种用于制备烯烃氧化物的方法，通过使一种含烯烃以及氧的进料在如权利要求23所述的催化剂的存在下进行反应。
29.如权利要求28所述的方法，其中该烯烃包括乙烯。
30.一种用于制备1,2-二醇、1,2-二醇醚、1,2-碳酸酯、或烷醇胺的方法，包括将一种烯烃氧化物转化成该1,2-二醇、该1,2-二醇醚、该1,2-碳酸酯、或该烷醇胺，其中该烯烃氧化物已经是通过如权利要求28所述的制备烯烃氧化物的方法制备的。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106573214A (zh) * 2014-06-26 2017-04-19 巴斯夫公司 低压降填充材料结构
CN112823060A (zh) * 2018-10-15 2021-05-18 巴斯夫欧洲公司 气相氧化生产环氧乙烷的催化剂
CN112823059A (zh) * 2018-10-15 2021-05-18 巴斯夫欧洲公司 乙烯气相氧化生产环氧乙烷的方法
CN115052847A (zh) * 2020-02-07 2022-09-13 巴斯夫欧洲公司 用作催化剂的星形陶瓷体
CN115052847B (zh) * 2020-02-07 2024-05-28 巴斯夫欧洲公司 用作催化剂的星形陶瓷体

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0816703D0 (en) * 2008-09-12 2008-10-22 Johnson Matthey Plc Shaped heterogeneous catalysts
GB0816709D0 (en) * 2008-09-12 2008-10-22 Johnson Matthey Plc Shaped heterogeneneous catalysts
GB0816705D0 (en) * 2008-09-12 2008-10-22 Johnson Matthey Plc Shaped heterogeneous catalysts
MX2017015503A (es) 2015-06-02 2018-05-23 Scient Design Co Cuerpos porosos con arquitectura de poro mejorada.
US20170106361A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Catalyst Carrier
PL3548471T3 (pl) 2016-12-02 2021-10-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Sposoby kondycjonowania katalizatora epoksydowania etylenu oraz powiązane sposoby wytwarzania tlenku etylenu
US20180161761A1 (en) * 2016-12-09 2018-06-14 Shell Oil Company Ethylene epoxidation catalysts, associated methods of manufacture, and associated methods for the production of ethylene oxide
US10449520B2 (en) * 2017-05-15 2019-10-22 Scientific Design Company, Inc. Porous bodies with enhanced crush strength
US10938878B2 (en) * 2017-05-16 2021-03-02 Red Hat, Inc. Separate cache servers for storing objects in different dedicated size ranges
TWI808125B (zh) 2018-02-07 2023-07-11 德商巴斯夫歐洲公司 有效地將乙烯氧化轉化為環氧乙烷之催化劑
US10676401B2 (en) 2018-04-23 2020-06-09 Scientific Design Company, Inc. Porous bodies with enhanced pore architecture prepared with oxalic acid
EP3659703A1 (en) 2018-11-28 2020-06-03 Basf Se Catalyst for producing ethylene oxide by gas-phase oxidation
WO2021038027A1 (en) 2019-08-28 2021-03-04 Basf Se Process for preparing an epoxidation catalyst
KR20220091584A (ko) * 2019-10-31 2022-06-30 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션 담지 촉매, 그 제조 방법 및 그 용도
US20230302432A1 (en) 2020-06-26 2023-09-28 Basf Se Porous catalyst-support shaped body
CN116648306A (zh) * 2020-12-29 2023-08-25 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 陶瓷制品及其制备方法
TW202239752A (zh) 2020-12-29 2022-10-16 荷蘭商蜆殼國際研究所 用於生產環氧乙烷之製程
CN117545552A (zh) 2021-06-25 2024-02-09 巴斯夫欧洲公司 高纯度压片阿尔法氧化铝催化剂载体
WO2024079247A1 (en) 2022-10-12 2024-04-18 Basf Se Epoxidation catalyst

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040043900A1 (en) * 2002-08-12 2004-03-04 Combs Glenn A. Heterogeneous gaseous chemical reactor catalyst
US20090131695A1 (en) * 2005-06-07 2009-05-21 William Herman Gerdes Catalyst, a process for preparing the catalyst and a process for the production of an olefin oxide, a 1,2-diol, a 1,2 diol ether, or an alkanolamine
US20090306410A1 (en) * 2005-10-31 2009-12-10 Brandstaedter Willi Shaped catalyst body for partial oxidation reactions
WO2010029325A1 (en) * 2008-09-12 2010-03-18 Johnson Matthey Plc Shaped heterogeneous catalysts

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2408164A (en) 1942-04-25 1946-09-24 Phillips Petroleum Co Catalyst preparation
FR2412538A1 (fr) 1977-12-22 1979-07-20 Ugine Kuhlmann Catalyseurs a base d'argent pour la production d'oxyde d'ethylene
US4441990A (en) * 1982-05-28 1984-04-10 Mobil Oil Corporation Hollow shaped catalytic extrudates
US4845296A (en) 1983-12-13 1989-07-04 Union Carbide Corporation Process for preparing alkanolamines
JPS60216844A (ja) 1984-04-13 1985-10-30 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd エチレンオキシド製造用銀触媒
DE3528313A1 (de) 1985-08-07 1987-02-12 Basf Ag Silberkatalysator, seine herstellung und verwendung
US4652687A (en) * 1986-07-07 1987-03-24 Uop Inc. Process for the dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons
US4766105A (en) 1986-10-31 1988-08-23 Shell Oil Company Ethylene oxide catalyst and process for preparing the catalyst
IN169589B (zh) * 1986-10-31 1991-11-16 Shell Int Research
DE3935073A1 (de) * 1989-10-20 1991-04-25 Sued Chemie Ag Verfahren zur katalytischen dehydrierung von kohlenwasserstoffen, insbesondere von alkylaromaten
US5155242A (en) 1991-12-05 1992-10-13 Shell Oil Company Process for starting-up an ethylene oxide reactor
IT1274033B (it) * 1994-04-05 1997-07-14 Montecatini Tecnologie Srl Catalizzatore in granuli per la sintesi di 1-2 dicloroetano e preprocedimento di ossiclorurazione a letto fisso dell'etilene che utilizza tale catalizzatore.
EP1052018A4 (en) 1997-10-14 2002-03-27 Japan Energy Corp CATALYST SUPPORT, CATALYST, REACTOR FOR HYDROGENATION REACTION, AND CATALYTIC REACTION METHOD
DE10048219A1 (de) 2000-02-10 2002-04-11 Sued Chemie Ag Katalysator für die Hydrierung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen
DE10009017A1 (de) 2000-02-25 2001-09-06 Basf Ag Geformte Katalysatoren
DE10011307A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-13 Basf Ag Katalysator und Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid
ATE306986T1 (de) 2000-08-30 2005-11-15 Haldor Topsoe As Katalysatorpartikel zur hydrobehandlung
US7198845B2 (en) * 2001-08-01 2007-04-03 Shell Oil Company Shaped trilobal particles
US6831037B2 (en) 2002-02-25 2004-12-14 Saint-Gobain Norpro Corporation Catalyst carriers
EP1386664B1 (en) * 2002-07-31 2016-05-11 Ineos Technologies (Vinyls) Limited A hollow parallelepiped pellet suitable as carrier of catalysts for selective exothermic reactions
TWI346574B (en) 2003-03-31 2011-08-11 Shell Int Research A catalyst composition, a process for preparing the catalyst composition and a use of the catalyst composition
US20040224841A1 (en) 2003-05-07 2004-11-11 Marek Matusz Silver-containing catalysts, the manufacture of such silver-containing catalysts, and the use thereof
BRPI0410090A (pt) 2003-05-07 2006-05-16 Shell Int Research catalisadores contendo prata, a fabricação de tais catalisadores contendo prata e o seu uso
DE502004009795D1 (de) * 2003-10-15 2009-09-03 Basf Se Sflächen abgerundeten katalytisch inaktiven formkörpern
US7297402B2 (en) * 2004-04-15 2007-11-20 Shell Oil Company Shaped particle having an asymmetrical cross sectional geometry
KR20070058576A (ko) 2004-09-01 2007-06-08 셀 인터나쵸나아레 레사아치 마아츠샤피 비이부이 올레핀 에폭시화 방법, 이 방법에 사용되는 촉매, 이촉매의 제조에 사용되는 담체, 및 이 담체의 제조방법
WO2006083949A2 (en) 2005-02-01 2006-08-10 University Of Medicine And Dentistry Of New Jersey Sepsis prevention through adenosine receptor modulation
US7507844B2 (en) 2005-05-09 2009-03-24 Sd Lizenzverwertungsgesellschaft Mbh & Co. Kg Nanometer scale restructuring of alumina carrier surface and catalysts for the production of alkene oxides
KR101072239B1 (ko) 2005-06-07 2011-10-12 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 촉매 캐리어
CN101300073A (zh) * 2005-10-31 2008-11-05 南方化学股份公司 用于部分氧化反应的催化剂成形主体
CN101134173B (zh) * 2006-08-31 2010-08-25 中国石油化工股份有限公司 一种具有特殊形状的载体、催化剂及其制备
JP4267015B2 (ja) 2006-09-29 2009-05-27 株式会社日本触媒 エチレンオキシド製造用触媒およびエチレンオキシドの製造方法
US7932408B2 (en) 2006-09-29 2011-04-26 Scientific Design Company, Inc. Catalyst with bimodal pore size distribution and the use thereof
US7977274B2 (en) 2006-09-29 2011-07-12 Sd Lizenzverwertungsgesellschaft Mbh & Co. Kg Catalyst with bimodal pore size distribution and the use thereof
AU2008206983B2 (en) * 2007-01-18 2010-06-24 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Catalyst, catalyst precursor, catalyst carrier, preparation and use of thereof in Fischer-Tropsch synthesis
DE102007017080A1 (de) 2007-04-10 2008-10-16 Basf Se Verfahren zur Beschickung eines Längsabschnitts eines Kontaktrohres
KR101573085B1 (ko) * 2007-05-18 2015-11-30 셀 인터나쵸나아레 레사아치 마아츠샤피 비이부이 반응기 시스템, 흡수재 및 공급물을 반응시키는 방법
DE102007025357A1 (de) * 2007-05-31 2009-01-08 Süd-Chemie AG Verfahren zum Auftragen einer Washcoatsuspension auf eine Trägerstruktur
US7507845B1 (en) 2007-08-27 2009-03-24 Sd Lizenzverwertungsgesellschaft Mbh & Co Kg Process for production of an olefin oxide
US7714152B2 (en) 2007-08-30 2010-05-11 Sd Lizenzverwertungsgesellschaft Mbh & Co. Kg Carrier for olefin oxide catalyst
US7910518B2 (en) 2008-03-10 2011-03-22 Sd Lizenzverwertungsgesellschaft Mbh & Co. Kg Geometrically sized solid shaped carrier for olefin epoxidation catalyst
EP2298446A4 (en) * 2008-06-02 2012-07-04 Nippon Kayaku Kk CATALYST AND PROCESS FOR PRODUCING UNSATURATED ALDEHYDE AND UNSATURATED CARBOXYLIC ACID
US20100031157A1 (en) 2008-07-30 2010-02-04 Robert Neer System that enables a user to adjust resources allocated to a group
GB0816705D0 (en) * 2008-09-12 2008-10-22 Johnson Matthey Plc Shaped heterogeneous catalysts
TWI468223B (zh) 2008-10-20 2015-01-11 Huntsman Petrochemical Llc 經改良之三瓣形馬來酸酐觸媒及製造馬來酸酐的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040043900A1 (en) * 2002-08-12 2004-03-04 Combs Glenn A. Heterogeneous gaseous chemical reactor catalyst
US20090131695A1 (en) * 2005-06-07 2009-05-21 William Herman Gerdes Catalyst, a process for preparing the catalyst and a process for the production of an olefin oxide, a 1,2-diol, a 1,2 diol ether, or an alkanolamine
US20090306410A1 (en) * 2005-10-31 2009-12-10 Brandstaedter Willi Shaped catalyst body for partial oxidation reactions
WO2010029325A1 (en) * 2008-09-12 2010-03-18 Johnson Matthey Plc Shaped heterogeneous catalysts

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106573214A (zh) * 2014-06-26 2017-04-19 巴斯夫公司 低压降填充材料结构
CN112823060A (zh) * 2018-10-15 2021-05-18 巴斯夫欧洲公司 气相氧化生产环氧乙烷的催化剂
CN112823059A (zh) * 2018-10-15 2021-05-18 巴斯夫欧洲公司 乙烯气相氧化生产环氧乙烷的方法
CN112823059B (zh) * 2018-10-15 2023-10-27 巴斯夫欧洲公司 乙烯气相氧化生产环氧乙烷的方法
CN112823060B (zh) * 2018-10-15 2023-11-21 巴斯夫欧洲公司 气相氧化生产环氧乙烷的催化剂
CN115052847A (zh) * 2020-02-07 2022-09-13 巴斯夫欧洲公司 用作催化剂的星形陶瓷体
CN115052847B (zh) * 2020-02-07 2024-05-28 巴斯夫欧洲公司 用作催化剂的星形陶瓷体

Also Published As

Publication number Publication date
US20150209774A1 (en) 2015-07-30
EP2658829A2 (en) 2013-11-06
US20170297010A1 (en) 2017-10-19
WO2012091898A2 (en) 2012-07-05
US9694355B2 (en) 2017-07-04
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RU2013134405A (ru) 2015-02-10
CN103270001B (zh) 2015-11-25
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TWI615196B (zh) 2018-02-21
JP5957005B2 (ja) 2016-07-27
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RU2621730C2 (ru) 2017-06-07
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BR112013016091B1 (pt) 2020-11-10
CA2823026C (en) 2016-05-24
US8999887B2 (en) 2015-04-07
TW201226056A (en) 2012-07-01
US20190126261A1 (en) 2019-05-02
JP2014508028A (ja) 2014-04-03
US9968923B2 (en) 2018-05-15
US10618041B2 (en) 2020-04-14
CA2823026A1 (en) 2012-07-05

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