DE2820170C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE2820170C2 DE2820170C2 DE2820170A DE2820170A DE2820170C2 DE 2820170 C2 DE2820170 C2 DE 2820170C2 DE 2820170 A DE2820170 A DE 2820170A DE 2820170 A DE2820170 A DE 2820170A DE 2820170 C2 DE2820170 C2 DE 2820170C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- silver
- rubidium
- potassium
- cesium
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/66—Silver or gold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D301/00—Preparation of oxiranes
- C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
- C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
- C07D301/04—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen
- C07D301/08—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase
- C07D301/10—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase with catalysts containing silver or gold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/612—Surface area less than 10 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/63—Pore volume
- B01J35/635—0.5-1.0 ml/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
- B01J35/653—500-1000 nm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/66—Pore distribution
- B01J35/69—Pore distribution bimodal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Epoxy Compounds (AREA)
Description
Die Efindung bezieht sich auf einen Katalysator zur Herstellung von
Alkylenoxid gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und dessen Verwendung.
Aus der DE-OS 23 00 512 ist ein Silberkatalysator aus Silber
und mindestens einer Alkalimetallverbindung auf einem porösen,
hitzebeständigen Trägermaterial bekannt, wobei der Katalysator
0,35 bis 3,0 µg-Äquivalente/kg Katalysator Kalium-, Rubidium-
und/oder Cäsiumionen enthält, die gleichzeitig mit dem Silber
auf dem Trägermaterial aufgebracht worden sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Katalysator zur
Verfügung zu stellen, bei dem die Selektivität bei der
Olefinoxidation verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch einen gattungsgemäßen Katalysator nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Es werden Katalysatoren
für die Herstellung von Alkylenoxiden, wie zum
Beispiel Äthylen- und Propylenoxid, durch Oxidation des
entsprechenden Olefins mit Sauerstoff vorgesehen, die neben Kalium
sowie Rubidium und/oder Cäsium Silber auf einem porösen wärmefesten Träger mit einer
spezifischen Oberfläche im Bereich von 0,05 bis 10 m²/g
und vorzugsweise 0,1 bis 5 m²/g, insbesondere aber 0,3
bis 5 m²/g (gemessen nach der BET-Methode) aufweisen.
Erfindungsgemäß umfaßt der Katalysator
mehr als 16 µg-Äquivalente Kalium pro m² Katalysatoroberfläche
und dieser Gehalt, ausgedrückt in µg-Äquivalent/g Katalysator, entspricht
dem 16- bis 2000fachen der spezifischen Oberfläche des Trägers in m²/g. Des
weiteren entsprechen der Rubidiumgehalt dem 0,5- bis 40fachen
und der Cäsiumgehalt dem 0,3- bis 25fachen der spezifischen
Oberfläche des Trägers in m²/g, jeweils ausgedrückt in µg-Äquivalent/g
Katalysator.
Kalium, Rubidium und Cäsium sind in einer durch Kontakt mit
Wasser extrahierbar Form anwesend.
Kalium
und Rubidium und/oder Cäsium wirken als Promotoren, d. h. sie sind
Komponenten des Katalysators, die die Aktivität oder vorzugsweise
Selektivität des Katalysators zu irgendeiner
Zeit während der Lebensdauer des Katalysators erhöhen;
so kann zum Beispiel die Anfangsselektivität des Katalysators höher sein
und/oder über längere Zeiten hinweg aufrechterhalten werden.
Der Träger ist geeigneterweise ein vorgeformter
Träger.
Silber kann in einen vorgeformten bzw. vorgebildeten
porösen wärmeresistenten Träger als eine Suspension von
Silber oder Silberoxid in einem flüssigen Medium wie
zum Beispiel Wasser oder durch Imprägnieren des Trägers
mit einer Lösung eines Silbersalzes eingeführt werden,
das, wenn nötig, mit einem Reduktionsmittel wie zum Beispiel
Wasserstoff zu metallischem Silber reduziert werden
kann. Bei Bedarf kann eine Wärmebehandlung zur Zersetzung
der Silberverbindung zu Silber vorgesehen werden.
Geeigneterweise enthält die Imprägnierungslösung ein Reduktionsmittel,
das zum Beispiel ein Anion wie etwa ein
Formiat-, Acetat-, Propionat-, Lactat-, Tartrat- oder
vorzugsweise Oxalation einer Silberverbindung in der Lösung
sein kann. Das Reduktionsmittel kann zum Beispiel
ein Aldehyd, wie etwa Formaldehyd oder Acetaldehyd, oder
ein Alkohol vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
wie zum Beispiel Methanol oder Äthanol, sein.
Die Lösung kann eine Lösung in Wasser und/oder einem
organischen Lösungsmittel zum Beispiel einem aliphatischen
Alkohol mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
einem mehrwertigen Alkohol, wie Äthylenglykol oder
Clycerin, einem Keton wie etwa Aceton, einem Äther, z. B.
Dioxan oder Tetrahydrofuran, einer Carbonsäure wie z. B.
Essigsäure oder geschmolzener Milchsäure, die vorzugsweise
in Gegenwart von Wasser angewandt wird oder einem Ester,
wie zum Beispiel Äthylacetat oder einer stickstoffhaltigen
Base wie Pyridin oder Formamid sein. Ein organisches
Lösungsmittel kann auch als ein Reduktionsmittel und/oder
Komplexbildner für das Silber wirken.
Wenn Silber durch Imprägnierung des Trägers
mit einer Lösung einer zersetzbaren Silberverbindung
aufgebracht wird, sollte vorzugsweise Ammoniak und/oder
eine stickstoffhaltige Base anwesend sein. Die stickstoffhaltige
Base wirkt geeigneterweise als Ligand zur
Aufrechterhaltung des Silbers in Lösung; so kann zum
Beispiel Pyridin, Acetonitril, ein Amin, speziell
ein primäres oder sekundäres Amin mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen
oder vorzugsweise Ammoniak verwendet werden. Zu
anderen geeigneten stickstoffhaltigen Basen gehören
Acrylnitril, Hydroxylamin und Alkanolamine, wie zum Beispiel
Äthanolamin, Alkylendiamine mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen
oder Amide wie zum Beispiel Formamid oder Dimethylformamid.
Die stickstoffhaltigen Basen können einzeln
oder in Mischung angewandt werden, wobei Mischungen von
Ammoniak mit einer zweiten stickstoffhaltigen Base bevorzugt
sind. Geeigneterweise werden die stickstoffhaltige(n)
Base(n) zusammen mit Wasser angewandt.
Alternativ kann als Lösung eine neutrale oder saure
Lösung verwendet werden, wie zum Beispiel eine Lösung aus einem Silbercarboxylat,
speziell einem Formiat, Acetat, Propionat,
Oxalat, Citrat, Tartrat oder vorzugsweise Lactat oder
zum Beispiel eine Silbernitratlösung.
Die Lösungen enthalten 3 bis 50 Gew.-%
Silber.
Imprägnierungen können in einer einzigen Stufe
erfolgen oder nach Wunsch ein oder mehrere
Male wiederholt werden. Auf diese Weise können höhere
Silbergehalte des Katalysators erreicht werden.
Im allgemeinen kann die Silberverbindung durch
Wärmeeinwirkung im Bereich von 100 bis 350°C für zum
Beispiel 15 Minuten bis 4 Stunden, vorzugsweise in
Abwesenheit von Sauerstoff, wie zum Beispiel in
Gegenwart eines Inertgases, wie zum Beispiel Stickstoff,
zu Silber reduziert werden.
Der Katalysatorträger hat vorzugsweise eine effektive
Porosität (gemessen durch Quecksilberabsorption)
von zumindest 20%, wie zum Beispiel 30 bis 80%, vorzugsweise
30 bis 65% und insbesondere 40 bis 60% und mittlere
Porendurchmesser von 0,1 bis 20 µm, vorzugsweise
0,3 bis 4 µm (ermittelt durch Quecksilber-Porositätsmessungen).
Die Porengrößenverteilung des Trägers kann
"bimodal" sein (d. h. mit zwei Maximalwerten), wobei
die kleineren Poren vorzugsweise zumindest 70%
des Gesamtporenvolumens ausmachen und einen mittleren
Porendurchmesser haben, der vorzugsweise im Bereich von
0,1 und vorzugsweise 0,3 bis 4 µm liegt; die größeren
Poren haben vorzugsweise einen mittleren Porendurchmesser
im Bereich von 25 bis 500 µm.
Der größte Teil des Silbergehalts des Katalysators
ist vorzugsweise in Form von diskreten Teilchen vorhanden,
die am Träger haften und äquivalente Durchmesser
von weniger als 1 µm, vorzugsweise im Bereich von 2nm bis 1 µm
und insbesondere 4 bis 800 nm haben.
Als äquivalenter Durchmesser wird dabei der Durchmesser
einer Kugel mit demselben Silbergehalt wie die Teilchen
verstanden.
Vorzugsweise sind zumindest 80% des Silbers in
Form von Teilchen mit äquivalenten Durchmessern im vorgenannten
Bereich anwesend, wobei die Silbermenge in
Teilchenzahlen, die in diesen Bereich fallen, ausgedrückt
wird. Das Silber kann als Silber und/oder Silberoxid vorliegen
und es tritt normalerweise in Form von
Silberteilchen mit einer Silberoxidoberflächenschicht
auf. Die Abmessungen der Silberteilchen
können durch Abtast-Elektronenmikroskopie ermittelt werden.
Der Träger kann ein Aluminiumoxid-, Siliciumcarbid-,
Kieselsäure-, Zirkoniumoxid- oder ein Kieselsäure/Aluminiumoxidträger
sein, jedoch ist er vorzugsweise aus
alpha-Aluminiumoxidteilchen zusammengesetzt,
die miteinander verschmolzen oder zum Beispiel mit Kieselsäure
oder Baryt miteinander verkittet sein können.
Der Katalysator weist 3 bis 50% und
vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-% Silber auf.
Die Kalium- und Rubidium- und/oder Cäsiumgehalte
in einer durch Kontakt mit Wasser extrahierbaren
Form stehen mit der spezifischen Oberfläche des
Trägers in Beziehung. Der Kaliumgehalt beträgt mehr als 16 µg-Äquivalente pro m²
Katalysatoroberfläche, wobei dieser Gehalt, ausgedrückt in
µg-Äquivalent/g Katalysator, dem
16- bis 2000fachen und inbesondere dem 30- bis 500fachen
der spezifischen Oberfläche des Trägers in m²/g entspricht.
Der Rubidiumgehalt
entspricht
dem 0,5- bis 40fachen, bevorzugt dem 1- bis 20fachen und
insbesondere dem 2- bis 12fachen
der spezifischen Oberfläche des Trägers in m²/g, ausgedrückt in µg-Äquivalent/g
Katalysator.
Der Cäsiumgehalt
entspricht
dem 0,3- bis 25fachen, bevorzugt
dem 0,5- bis 10fachen und insbesondere dem 1- bis 6fachen
der spezifischen Oberfläche des Trägers in m²/g, ausgedrückt in µg-Äquivalent/g
Katalysator.
Das bevorzugte
Atomverhältnis von Kalium zu Rubidium und Cäsium zusammen
liegt bei 1,5 : 1 bis 200 : 1.
Die Form, in der Kalium, Rubidium und Cäsium anwesend
sind, hängt davon ab, unter welchen
Bedingungen die Oxidation eines Olefins zu einem Olefinoxid
unter Verwendung des Katalysators durchgeführt wird. Das
Alkalimetall kann
zum Beispiel als Carbonat, Hydroxid,
Bicarbonat, niedrigmolekulares Carboxylat, wie zum Beispiel Acetat
oder Oxalat, oder vorzugsweise Nitrat eingesetzt werden. Vorzugsweise sollten
Katalysatorgifte, wie zum Beispiel Brom, Jod und
Schwefel, im wesentlichen abwesend sein.
Die Promotoren können vor, während oder nach der
Imprägnierung des Trägers mit einer Silberverbindungslösung
zum Träger zugesetzt werden. Die Promotoren werden
geeigneterweise als Lösung von Verbindungen der
Promotorelemente eingesetzt, wobei die Lösungen in Wasser
und/oder organischen Lösungsmitteln vorliegen können.
Sie können, wie oben angegeben wurde, Lösungsmittel, Reduktionsmittel
und/oder Komplexbildner enthalten. Wenn eine
Imprägnierung eines Katalysators gewünscht wird, der bereits
für die Oxidation eines Alkens zu einem Alkenoxid
benutzt worden und nicht mehr aktiv ist,
kann dies auch unabhängig davon, ob der Katalysator
bereits einen oder mehrere Promotoren enthält, erfolgen.
Eine Regenerierung des erfindungsgemäßen Katalysators,
dessen Leistungsvermögen durch Kontakt mit
Wasser und/oder einem organischen Lösungsmittel, wie oben
angegeben ist, abgenommen hat, kann ebenfalls erfolgen.
Der wie vorstehend behandelte Katalysator wird
dann auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der die Promotierung
wirksam wird und die normalerweise im Bereich von
100 bis 350°C liegt; eine solche Aufheizung kann auch
zur Zersetzung der Silberverbindung, soweit anwesend,
dienen.
Erfindungsgemäß wird der Katalysator zur Herstellung
eines Alkylenoxids, wie zum Beispiel Äthylen- und
Propylenoxid, durch Oxidation des entsprechenden Olefins
mit Sauerstoff verwendet.
Die Äthylen- oder Propylen-Partialdrucke können bei
solchen Verfahren im Bereich von 0,1 · 10⁵ bis 30 · 10⁵ Pa und vorzugsweise
1 · 10⁵ bis 30 · 10⁵ Pa liegen. Der Gesamtdruck kann im Bereich
von 1 · 10⁵ bis 100 · 10⁵ Pa und vorzugsweise im Bereich von 3 · 10⁵ bis 100 · 10⁵ Pa (absolut)
liegen. Das Molverhältnis von Sauerstoff zu Äthylen oder
Propylen kann im Bereich von 0,05 bis 100 vorgesehen werden.
Der Sauerstoff-Partialdruck kann im Bereich von
0,01 · 10⁵ Pa und vorzugsweise 0,1 · 10⁵ bis 20 · 10⁵ Pa und insbesondere
bei 1 · 10⁵ bis 10 · 10⁵ Pa liegen. Der Sauerstoff kann zum Beispiel
in Form von Luft oder vorzugsweise handelsüblichem Sauerstoff
eingeleitet werden. Ein Verdünnungsmittel, wie zum
Beispiel Helium, Stickstoff, Argon und/oder Kohlendioxid
und/oder vorzugsweise Methan, kann zu 10 bis
80% und vorzugsweise 40 bis 70 Vol.-% eingeleitet werden.
Es ist notwendig, daß mit Gaszusammensetzungen gearbeitet
wird, die außerhalb der Explosionsgrenzen liegen.
Die Temperatur liegt geeigneterweise im Bereich von
200 bis 300°C und vorzugsweise im Bereich von 220 bis
290°C. Die Kontaktzeiten sollten zur Umwandlung von 0,5
bis 70% und zum Beispiel 2 bis 20% und vorzugsweise
5 bis 20% des Äthylens oder Propylens ausreichen, und
nicht umgewandeltes Äthylen oder Propylen wird
rückgeführt.
Ein Reaktionsmodifikator ist geeigneterweise anwesend.
Als geeigneter Reaktionsmodifikator kann Chlor verwendet
werden, welches zum Beispiel aus chlorierten Alkenen mit 1 bis
6 Kohlenstoffatomen, wie zum Beispiel Methylchlorid oder
tert.-Butylchlorid, Dichlormethan oder Choroform, chloriertes
Diphenyl oder Polyphenyl, chloriertes Benzol, wie
etwa Monochlor- oder Dichlorbenzol oder speziell Äthylendichlorid
gebildet wird. Die Konzentration der Reaktionsmodifikatoren
hängt von ihrer chemischen Natur ab; beispielsweise
verwendet man bei Äthylendichlorid normalerweise
0,1 bis 100 und vorzugsweise 0,5 bis 25 ppm (in Gewicht)
und bei Vinylchlorid geeigneterweise
0,1 bis 200 und vorzugsweise 5 bis 80 ppm
(in Gewicht).
Es wurde gefunden, daß mit geeigneten Konzentrationen
solcher Reaktionsmodifikatoren, speziell Vinylchlorid,
ausgezeichnete Selektivitäten gewährleistet werden können.
Katalysatoren A-I für die Oxidation von Äthylen und
Propylen zu Äthylenoxid und Propylenoxid wurden wie folgt
hergestellt:
5,2 g Silberacetat von Reagenzqualität wurden in
der geringstmöglichen Menge Ammoniak für die vollständige
Auflösung gelöst. Angemessene Mengen Kaliumacetat, Rubidiumcarbonat
und/oder Cäsiumcarbonat wurden zu dieser Lösung
zugesetzt und ihr Volumen auf 6 ml mit Wasser aufgefüllt.
Diese Lösung wurde zur Imprägnierung von 30 g
Trägermaterial verwendet. Als Träger dient alpha-Aluminiumoxid.
Dieses wurde vorangehend
gemahlen bzw. zerquetscht und ausgesiebt zur Erzielung
von Teilchen mit Durchmessern im Bereich von 0,42 bis
1 mm. Die spezifische Oberfläche dieses Materials lag
bis 0,3 m²/g, der mittlere Porendurchmesser bei 2,8 µm
und die Wasser-Porosität bei 20%.
Der mit der Silberlösung imprägnierte Träger wurde
4 Stunden lang in einem Ofen mit Zwangsventilation erhitzt.
Während dieser Zeit wurde die Ofentemperatur von
100 auf 300°C angehoben. Auf diese Weise wurden Katalysatoren
mit etwa 8 Gew.-% Silber erhalten. Die Kalium-,
Rubidium- und Cäsiumgehalte der verschiedenen Katalysatoren
sind in Tabelle 1 angegeben.
Die
Katalysatoren A-I wurden auf ihre katalytische Aktivität
hin in folgender Weise geprüft:
20 g Katalysator wurden in ein Reaktionsgefäß aus
rostfreiem Stahl (mit 8 mm Innendurchmesser) gegeben,
das in einem thermostatisch kontrollierten Fließbett enthalten
war. Der Katalysator wurde 24 Stunden lang unter
zunehmend verschärften Reaktionsbedingungen konditioniert.
Nach Einstellung eines stetigen Leistungsvermögens wurden
die Äthylenoxid-Selektivität und die Sauerstoffumwandlung
unter Anwendung eines Prozeßgasstromes mit 30% Äthylen,
8% Sauerstoff und 30 ppm Vinylchlorid bei einem Druck
von ca. 10⁵ Pa ermittelt. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes
lag bei 240°C und die stündliche Raumgeschwindigkeit
des Gases bei 400 Std-1.
Der Prozeßgasdruck war dann auf 1,6 MPa angestiegen
und die Selektivität und Sauerstoffumwandlung wurden
bei 240°C und Gasgeschwindigkeiten von 4000 Std-1
nach erneuter Stabilisierung der Katalysatorleistung ermittelt.
Die mit den einzelnen Katalysatoren erzielten Ergebnisse sind in
Tabelle 1 wiedergegeben.
Katalysatoren J-N für die Oxidation von Äthylen
und Propylen zu Äthylenoxid und Propylenoxid wurden wie
folgt hergestellt:
8,9 g Silberoxalat wurden in 7 ml einer Lösung von
50% 1,2-Diaminoäthan in Wasser aufgelöst. Die resultierende
Lösung wurde durch Zugabe von Äthanolamin auf 8 ml
aufgefüllt. Geeignete Mengen Kaliumacetat, Rubidiumcarbonat
und/oder Cäsiumcarbonat wurden zu dieser Lösung zugesetzt,
die dann zur Imprägnierung von 20 g des Trägermaterials
benutzt wurde. Als Träger diente ein poröses alpha-
Aluminiumoxid in Form von zylindrischen Tabletten von
3 mm Durchmesser und 3 mm Länge. Die spezifische Oberfläche
lag bei 2,2 m²/g, der mittlere Porendurchmesser bei
1 µm und das Porenvolumen bei 0,5 ml/g.
Der imprägnierte Träger wurde 3 Stunden lang in einem
zwangsbelüfteten Ofen auf 290°C erhitzt. Diese Maßnahme
führte zu Katalysatoren mit etwa 24 Gew.-% Silber.
Die Kalium-, Rubidium- und Cäsiumgehalte im endgültigen
Katalysator sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Die Katalysatoren J-N
wurden bezüglich der Aktivität in folgender Weise geprüft:
10 g Katalysator wurden in ein Reaktionsgefäß aus
rostfreiem Stahl (mit 8 mm Innendurchmesser) gegeben.
Der Katalysator wurde zunehmend verschärften Reaktionsbedingungen
ausgesetzt und nach Stabilisierung des Leistungsvermögens
wurden die Katalysatorselektivität und
Sauerstoffumwandlung unter Anwendung eines Prozeßgasstromes
mit 30% Äthylen, 8% Sauerstoff und 30 ppm Vinylchlorid
ermittelt. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes
lag bei 240°C und die Raumgeschwindigkeit des Gases bei
2000 Std-1.
Der Prozeßgasdruck wurde dann auf 1,6 MPa erhöht
und die Selektivität und Sauerstoffumwandlung bei 240°C
und einer Gasgeschwindigkeit von 15 000 Std-1 nach erneuter
Stabilisierung der Katalysatorleistung ermittelt.
Die mit den einzelnen Katalysatoren erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 1
wiedergegeben.
Katalysatoren 1A-1L wurden nach der folgenden
Verfahrensweise hergestellt:
5,2 g Silberacetat von Reagenzqualität wurden in
der geringstmöglichen Menge Ammoniak zur Erzielung einer
vollständigen Lösung aufgelöst. Geeignete Mengen Kaliumnitrat
und Rubidiumnitrat wurden zu dieser Lösung hinzugegeben
und das Volumen durch Zugabe von Wasser auf 6 ml
aufgefüllt. Diese Lösung wurde zur Imprägnierung von
30 g Trägermaterial verwendet. Als Träger diente ein
alpha-Aluminiumoxid, das
vorangehend
gemahlen und ausgesiebt wurde zur Erzielung von Teilchen
mit Durchmessern im Bereich von 0,42 bis 1,0 mm. Die
spezifische Oberfläche dieses Materials lag bei 0,3 m²/g,
der mittlere Porendurchmesser bei 2,8 µm und die Wasser-Porosität
bei 20%.
Der mit der Silberlösung imprägnierte Träger wurde
in einem zwangsventilierten Ofen 3 Stunden lang auf eine
Temperatur von 290°C erhitzt. Auf diese Weise wurden Katalysatoren
mit etwa 8 Gew.-% Silber erhalten. Die Kalium-
und Rubidiumgehalte sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
Die Katalysatoren 1A-1L wurden
bezüglich der Aktivität in folgender Weise geprüft:
20 g Katalysator wurden in ein Reaktionsgefäß aus
rostfreiem Stahl (mit 8 mm Innendurchmesser) gegeben.
Der Katalysator wurde zunehmend verschärften Reaktionsbedingungen
ausgesetzt und nach Stabilisierung des Leistungsvermögens
wurden die Katalysatorselektivität und
Sauerstoffumwandlung unter Anwendung eines Prozeßgasstromes
mit 30% Äthylen, 8% Sauerstoff, 20 ppm Vinylchlorid
und 62% Stickstoff bei einem Druck von 1,6 MPa
gemessen. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes lag bei
240°C und die Raumgeschwindigkeit des Gases bei 3000 Std-1.
Die mit den einzelnen Katalysatoren erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2
wiedergegeben.
Die Gaszusammensetzung wird in Vol.-% ausgedrückt;
die Selektivitäten sind Ausbeuten an Äthylenoxid,
bezogen auf umgesetztes Äthylen.
Claims (2)
1. Katalysator zur Herstellung von Alkylenoxid durch Oxidation
des entsprechenden Olefins mit Sauerstoff, der 3 bis 50
Gew.-% Silber und Kalium sowie Rubidium und/oder Cäsium in
einer durch Kontakt mit Wasser extrahierbaren Form auf einem
porösen hitzebeständigen Träger mit einer nach der BET-Methode
bestimmten spezifischen Oberfläche im Bereich von 0,05 bis 10 m²/g
aufweist, erhältlich durch Imprägnieren des Trägers mit
einer Lösung eines Silbersalzes, Einführen des Kaliums sowie
des Rubidiums und/oder Cäsiums in Form von Lösungen der entsprechenden
Verbindungen sowie anschließendes Erhitzen auf
Temperaturen von 100 bis 350°C, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kaliumgehalt mehr als 16 µg-Äquivalente pro m² Katalysatoroberfläche
beträgt und dieser Gehalt, ausgedrückt in µg-Äquivalent/g
Katalysator, dem 16- bis 2000fachen der
spezifischen Oberfläche des Trägers in m²/g entspricht und daß
der Rubidiumgehalt dem 0,5- bis 40fachen und der Cäsiumgehalt
dem 0,3- bis 25fachen der spezifischen Oberfläche des Trägers
in m²/g, jeweils ausgedrückt in µg-Äquivalent/g Katalysator
entsprechen.
2. Verwendung des Katalysators nach Anspruch 1 zur Herstellung
eines Alkylenoxids durch Oxidation des entsprechenden
Olefins mit Sauerstoff.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB21611/77A GB1594362A (en) | 1977-05-23 | 1977-05-23 | Production of alkylene oxides and catalysts therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2820170A1 DE2820170A1 (de) | 1978-12-07 |
| DE2820170C2 true DE2820170C2 (de) | 1992-10-15 |
Family
ID=10165838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782820170 Granted DE2820170A1 (de) | 1977-05-23 | 1978-05-09 | Katalysator und verfahren zur herstellung eines alkylenoxids |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4226782A (de) |
| JP (1) | JPS53144898A (de) |
| AU (1) | AU520958B2 (de) |
| BE (1) | BE867185A (de) |
| CA (1) | CA1117515A (de) |
| DE (1) | DE2820170A1 (de) |
| FR (1) | FR2391771A1 (de) |
| GB (1) | GB1594362A (de) |
| IT (1) | IT1094776B (de) |
| MX (1) | MX148855A (de) |
| NL (1) | NL7805163A (de) |
| SU (1) | SU1071210A3 (de) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2861030D1 (en) * | 1977-11-19 | 1981-11-26 | Basf Ag | Process for preparing an ethylene oxide catalyst |
| US5387751A (en) * | 1978-02-10 | 1995-02-07 | Imperial Chemical Industries Plc | Production of olefine oxides |
| JPS5558972U (de) * | 1978-10-16 | 1980-04-22 | ||
| US4916243A (en) * | 1979-03-20 | 1990-04-10 | Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc. | New catalyst composition and process for oxidation of ethylene to ethylene oxide |
| DE2925625C2 (de) * | 1979-06-26 | 1981-10-01 | Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl | Verfahren zur Steigerung der Aktivität und zur Verlängerung der Standzeit bei hoher Selektivität von Silber-Träger-Katalysatoren für den Einsatz zur Ethylenoxid-Synthese |
| US4361504A (en) * | 1981-09-04 | 1982-11-30 | The Dow Chemical Company | Process for making a silver catalyst useful in ethylene oxide production |
| US4455392A (en) * | 1981-10-05 | 1984-06-19 | Union Carbide Corporation | Process for preparing a supported silver catalyst |
| US4760042A (en) * | 1982-03-24 | 1988-07-26 | Scientific Design Company, Inc. | Process for preparing an alkali metal-promoted silver catalyst |
| US4774222A (en) * | 1982-06-16 | 1988-09-27 | Scientific Design Company, Inc. | Catalyst for oxidation of ethylene to ethylene oxide and process for preparing the catalyst |
| BG37835A3 (en) * | 1982-06-30 | 1985-08-15 | Hoechst Aktiengesellschaft | Method for preparing silver catalyst |
| JPS5973113U (ja) * | 1982-11-09 | 1984-05-18 | 株式会社クボタ | 耕耘カバ−装置 |
| US4575494A (en) * | 1984-02-08 | 1986-03-11 | The Dow Chemical Company | Alumina compositions useful as catalyst supports for ethylene oxidation |
| NL8600959A (nl) * | 1986-04-16 | 1987-11-16 | Veg Gasinstituut Nv | Katalysator voor de selectieve oxydatie van zwavelhoudende verbindingen, in het bizonder zwavelwaterstof tot elementaire zwavel; werkwijze voor de bereiding van de katalysator alsmede werkwijze voor de selectieve oxydatie van zwavelhoudende verbindingen, in het bizonder zwavelwaterstof tot elementaire zwavel. |
| US4897498A (en) * | 1988-01-28 | 1990-01-30 | Eastman Kodak Company | Selective monoepoxidation of olefins |
| US4874879A (en) * | 1988-07-25 | 1989-10-17 | Shell Oil Company | Process for starting-up an ethylene oxide reactor |
| US5008413A (en) * | 1989-10-23 | 1991-04-16 | Scientific Design Company, Inc. | Catalyst for oxidation of ethylene to ethylene oxide |
| DE19845293A1 (de) | 1998-10-01 | 2000-04-06 | Basf Ag | Herstellung eines basischen Katalysators unter Vermeidung hoher Temperaturen |
| 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 |
| US20090214606A1 (en) * | 2005-05-10 | 2009-08-27 | Patrice Bujard | Antimicrobial porous silicon oxide particles |
| TWI446964B (zh) | 2007-05-09 | 2014-08-01 | Shell Int Research | 環氧化催化劑,製備該催化劑之方法及製備烯烴氧化物、1,2-二醇、1,2-二醇醚、1,2-碳酸酯或烷醇胺之方法 |
| 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 |
| CN101265242B (zh) * | 2008-04-16 | 2011-07-20 | 浙江师范大学 | 一种乙烷一步氧化直接制环氧乙烷的方法 |
| JP5868703B2 (ja) | 2008-05-07 | 2016-02-24 | シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー | オレフィンオキシド、1,2−ジオール、1,2−ジオールエーテル、1,2−カーボネートまたはアルカノールアミンの製造方法 |
| US8349765B2 (en) | 2008-07-18 | 2013-01-08 | Scientific Design Company, Inc. | Mullite-containing carrier for ethylene oxide catalysts |
| US8586769B2 (en) | 2010-06-04 | 2013-11-19 | Scientific Design Company, Inc. | Carrier for ethylene oxide catalysts |
| EP2938435A4 (de) | 2012-12-31 | 2016-10-05 | Scient Design Co | Calcinierungsverfahren zur herstellung eines verbesserten ethylenoxidkatalysators |
| TW201442779A (zh) | 2013-02-07 | 2014-11-16 | Scient Design Co | 用於銀基環氧乙烷觸媒之經改質載體 |
| TW201512180A (zh) | 2013-05-16 | 2015-04-01 | Scient Design Co | 用於乙烯氧化物觸媒之載體 |
| US8975424B1 (en) | 2013-12-30 | 2015-03-10 | Scientific Design Company, Inc. | Zinc-promoted catalysts for epoxidation of ethylene |
| TWI697358B (zh) | 2015-02-27 | 2020-07-01 | 美商科學設計有限公司 | 具有改進的銀顆粒大小和分佈密度的銀催化劑 |
| US11772082B1 (en) | 2018-06-21 | 2023-10-03 | Avn Corporation | Catalyst supports—composition and process of manufacture |
| WO2019245859A1 (en) | 2018-06-21 | 2019-12-26 | The J. David Gladstone Institutes | Generation of a population of hindbrain cells and hindbrain-like organoids from pluripotent stem cells |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE793658A (fr) * | 1972-01-07 | 1973-07-04 | Shell Int Research | Catalyseur utilisable pour la production d'oxyde d'ethylene |
| US3962136A (en) * | 1972-01-07 | 1976-06-08 | Shell Oil Company | Catalyst for production of ethylene oxide |
| US4010115A (en) * | 1972-01-07 | 1977-03-01 | Shell Oil Company | Catalyst for the oxidation of ethylene to ethylene oxide |
| GB1491447A (en) * | 1973-12-05 | 1977-11-09 | Ici Ltd | Alkylene oxide production and catalysts therefor |
| CA1026763A (en) * | 1974-05-20 | 1978-02-21 | Robert P. Nielsen | Silver catalysts used in ethylene oxide production |
| GB1574426A (en) * | 1976-03-25 | 1980-09-10 | Shell Int Research | Process for preparing modified silver catalysts |
| US4066575A (en) * | 1976-07-26 | 1978-01-03 | Halcon International, Inc. | Process for the preparation of a supported silver catalyst |
-
1977
- 1977-05-23 GB GB21611/77A patent/GB1594362A/en not_active Expired
-
1978
- 1978-04-27 AU AU35504/78A patent/AU520958B2/en not_active Expired
- 1978-05-02 MX MX173294A patent/MX148855A/es unknown
- 1978-05-08 US US05/903,403 patent/US4226782A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-05-09 DE DE19782820170 patent/DE2820170A1/de active Granted
- 1978-05-12 NL NL7805163A patent/NL7805163A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-05-15 JP JP5747578A patent/JPS53144898A/ja active Granted
- 1978-05-17 BE BE187790A patent/BE867185A/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-05-19 IT IT23625/78A patent/IT1094776B/it active
- 1978-05-22 SU SU782616248A patent/SU1071210A3/ru active
- 1978-05-22 FR FR7815030A patent/FR2391771A1/fr active Granted
- 1978-05-23 CA CA000303871A patent/CA1117515A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1594362A (en) | 1981-07-30 |
| DE2820170A1 (de) | 1978-12-07 |
| IT7823625A0 (it) | 1978-05-19 |
| BE867185A (fr) | 1978-11-17 |
| NL7805163A (nl) | 1978-11-27 |
| AU3550478A (en) | 1979-11-01 |
| US4226782A (en) | 1980-10-07 |
| CA1117515A (en) | 1982-02-02 |
| MX148855A (es) | 1983-06-27 |
| IT1094776B (it) | 1985-08-02 |
| AU520958B2 (en) | 1982-03-11 |
| JPS53144898A (en) | 1978-12-16 |
| SU1071210A3 (ru) | 1984-01-30 |
| FR2391771A1 (fr) | 1978-12-22 |
| JPS62741B2 (de) | 1987-01-09 |
| FR2391771B1 (de) | 1985-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2820170C2 (de) | ||
| DE2723918C2 (de) | Katalysator für die Herstellung von Alkylenoxiden und seine Verwendung | |
| DE69705391T2 (de) | Dampfphase oxydierung von propylen zu propylenoxid | |
| DE2712785C2 (de) | ||
| DE68925767T2 (de) | Katalysatoren für die Herstellung von Ethylenoxid und Verfahren zur deren Herstellung | |
| DE68913563T2 (de) | Selektive Epoxidation von Olefinen. | |
| DE69200450T2 (de) | Ethylenoxidkatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung und seiner Anwendung. | |
| DE69130098T2 (de) | Alkylenoxid-Katalysator mit verbesserter Aktivität und/oder Stabilität | |
| DE69525648T2 (de) | Herstellung eines silberkatalysators | |
| US4007135A (en) | Promoted silver catalyst for producing alkylene oxides | |
| DE69805067T2 (de) | Epoxidierungsverfahren unter verwendung von mit einem organischen chlorid vorbehandelten silberkatalysatoren | |
| DE2454972A1 (de) | Katalysator und verfahren zur herstellung von alkylenoxiden | |
| DE69809592T2 (de) | Verfahren zur epoxidierung unter verwendung von co2-behandelten silberhaltigen katalysatoren | |
| DE69808089T2 (de) | Propylen-epoxidierung unter verwendung von chlorid-enthaltenden silberkatalysatoren | |
| EP0099975B1 (de) | Silberkatalysatoren, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Ethylenoxid | |
| EP0004079A2 (de) | Träger-Katalysator für die Herstellung von Vinylacetat aus Ethylen, Essigsäure und Sauerstoff in der Gasphase | |
| WO1994013653A1 (de) | Verfahren zur herstellung von 3,4-epoxy-1-buten | |
| EP2440538B1 (de) | Verwendung strukturierter katalysatorbetten zur herstellung von ethylenoxid | |
| EP1189694A1 (de) | Katalysatoren für die gasphasenoxidation von ethylen und essigsäure zu vinylacetat, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung | |
| DE68925645T2 (de) | Selektive monoepoxydierung von styren, styren-analogen und styren-derivaten zu den entsprechenden oxiden mit molekularem sauerstoff | |
| DE3011717A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines silber-traegerkatalysators | |
| DD247388A5 (de) | Verfahren zur herstellung von silberhaltigen katalysatoren | |
| DD151878A5 (de) | Traegerkatalysator aus silber | |
| EP2350033B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines alkylenoxids | |
| EP1283206A2 (de) | Verfahren zur Epoxidierung von Kohlenwasserstoffen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition |