JPS5898144A - エチレンオキシド製造用銀触媒 - Google Patents
エチレンオキシド製造用銀触媒Info
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- JPS5898144A JPS5898144A JP56196299A JP19629981A JPS5898144A JP S5898144 A JPS5898144 A JP S5898144A JP 56196299 A JP56196299 A JP 56196299A JP 19629981 A JP19629981 A JP 19629981A JP S5898144 A JPS5898144 A JP S5898144A
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- JP
- Japan
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- catalyst
- sodium
- potassium
- silver
- fluorine
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-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、エチレンを酸化してエチレンオキシドを製造
する触媒に関するものである。さらに詳しくは、銀の他
にカチオン成分としてナトリウム及びカリウム及び/又
はルビジウムを、アニオンを除く)を添加した場合に、
触媒の性能が向上するという新たな発見に基づき達成さ
れたものであるO エチレンを分子状酸素により酸化してエチレンオキシド
を工業的に製造するのに用いられる実質上唯一の触媒は
銀触媒である。しかしながら銀単独では必ずしも工業触
媒として完全ではなく種々の添加物を加えることにより
性能を向−トさせる努力がなされている。その中ではア
ルカリ金属を加えて性能を向上させている例が多い(例
えば特開昭49−30286号公開公報、特開昭53−
1191号公開公報)が、添加するときの化合物の形態
としては銀の被毒となる・・ロゲンイに物(例えば臭化
物)は好ましくないとして除々1されているのが普通で
ある、 本発明者らはカチオン成分としてのアルカリ金属はもと
よりアニオン成分の効果に関して詳細な検討を実施する
ことにより、従来毒作用を有すると言われていた塩素、
臭素及び弗素の群から選ばれた1種以上の元素を、ナト
リウム及びカリウム及び/又はルビジウムという特定の
組合せ(但し、ナトリウムとカリウムと弗素の組合せを
除く)で使用した時には、予想に反して触媒の性能が大
巾に向上すること全県出し、本発明に到達したものであ
る。
する触媒に関するものである。さらに詳しくは、銀の他
にカチオン成分としてナトリウム及びカリウム及び/又
はルビジウムを、アニオンを除く)を添加した場合に、
触媒の性能が向上するという新たな発見に基づき達成さ
れたものであるO エチレンを分子状酸素により酸化してエチレンオキシド
を工業的に製造するのに用いられる実質上唯一の触媒は
銀触媒である。しかしながら銀単独では必ずしも工業触
媒として完全ではなく種々の添加物を加えることにより
性能を向−トさせる努力がなされている。その中ではア
ルカリ金属を加えて性能を向上させている例が多い(例
えば特開昭49−30286号公開公報、特開昭53−
1191号公開公報)が、添加するときの化合物の形態
としては銀の被毒となる・・ロゲンイに物(例えば臭化
物)は好ましくないとして除々1されているのが普通で
ある、 本発明者らはカチオン成分としてのアルカリ金属はもと
よりアニオン成分の効果に関して詳細な検討を実施する
ことにより、従来毒作用を有すると言われていた塩素、
臭素及び弗素の群から選ばれた1種以上の元素を、ナト
リウム及びカリウム及び/又はルビジウムという特定の
組合せ(但し、ナトリウムとカリウムと弗素の組合せを
除く)で使用した時には、予想に反して触媒の性能が大
巾に向上すること全県出し、本発明に到達したものであ
る。
オン成分としてナトリウム及びカリウム及び/又はルビ
ジウムを、アニオン成分として塩素、臭素及び弗素の群
から選ばれた1種以上の元素(但し、ナトリウムとカリ
ウムと弗素の組合せを除く)を、少なくとも含有するこ
とを特徴とする一上記触媒を提供するものでめる0 本発明の触媒成分であるナトリウムは、ナトリウム化合
物I!il]えは、主として硝酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム又は炭酸ナトリウムの形で加えることが好まし
いが、水酸化物、能硝酸塩、ホウ酸塩、硫酸塩、ケイ酸
塩、リン酸塩、ハロゲン化物などの無機塩類又(rl蓚
酸ナトリウムなどのカルボン酸塩などの形で加えても又
はこれらを硝酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム又は炭酸
ナトリウムと併用しても構わない。
ジウムを、アニオン成分として塩素、臭素及び弗素の群
から選ばれた1種以上の元素(但し、ナトリウムとカリ
ウムと弗素の組合せを除く)を、少なくとも含有するこ
とを特徴とする一上記触媒を提供するものでめる0 本発明の触媒成分であるナトリウムは、ナトリウム化合
物I!il]えは、主として硝酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム又は炭酸ナトリウムの形で加えることが好まし
いが、水酸化物、能硝酸塩、ホウ酸塩、硫酸塩、ケイ酸
塩、リン酸塩、ハロゲン化物などの無機塩類又(rl蓚
酸ナトリウムなどのカルボン酸塩などの形で加えても又
はこれらを硝酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム又は炭酸
ナトリウムと併用しても構わない。
カリウム及び/又はルビジウム成分としては、カリウム
又はルビジウム化合物として例えば、塩化物及び/又は
臭化物及び/又は弗化物が好ましいが硝酸塩、唾硝酸塩
、炭酸塩、硫酸塩などの塩類、水酸化物などの水溶性又
は水不溶性の如何なる形で加えることも出来る。塩素及
び/又は臭素及び/又は弗素源としては上記ナトリウム
、カリウム及び/又はルビジウムとの塩である臭化及び
/又は弗化ナトリウム、又は臭化及び/又は弗化カリウ
ム及び/又はルビジウムの形でも、他の塩類例えばBa
Br2、BaF2、CsBr 、 CsF’ 、 Li
Br %LIFなどの形で加えてもよい。いずれにして
も銀」ソ外にナトリウム及びカリウム及び/又はルビジ
ウムと塩素及び/又は臭素及び/又は弗素の添加が必要
でこれらを組合せた場合に触媒の性能が大効果が無く、
特定のカチオンとアニオンとの組合せの場合に、本発明
の効果が発現することは、全く予期されない事実であり
驚くべきことである。
又はルビジウム化合物として例えば、塩化物及び/又は
臭化物及び/又は弗化物が好ましいが硝酸塩、唾硝酸塩
、炭酸塩、硫酸塩などの塩類、水酸化物などの水溶性又
は水不溶性の如何なる形で加えることも出来る。塩素及
び/又は臭素及び/又は弗素源としては上記ナトリウム
、カリウム及び/又はルビジウムとの塩である臭化及び
/又は弗化ナトリウム、又は臭化及び/又は弗化カリウ
ム及び/又はルビジウムの形でも、他の塩類例えばBa
Br2、BaF2、CsBr 、 CsF’ 、 Li
Br %LIFなどの形で加えてもよい。いずれにして
も銀」ソ外にナトリウム及びカリウム及び/又はルビジ
ウムと塩素及び/又は臭素及び/又は弗素の添加が必要
でこれらを組合せた場合に触媒の性能が大効果が無く、
特定のカチオンとアニオンとの組合せの場合に、本発明
の効果が発現することは、全く予期されない事実であり
驚くべきことである。
ナトリウムの添加量は触媒に対して100 ppmLm
q/Kq触媒)から1.50wt%の範囲が好捷しく、
よ抄好ましくは200 ppm以上1.3wt%以下で
ある。またAgに対して原子比で0.58以下さらに0
.45以下であることが好ましい。ナトリウムが多すぎ
ると活性、選択性共に低下し、少なすぎる場合には塩素
及び/又は臭素及び/又は弗素を加えた効果が発現しな
い。
q/Kq触媒)から1.50wt%の範囲が好捷しく、
よ抄好ましくは200 ppm以上1.3wt%以下で
ある。またAgに対して原子比で0.58以下さらに0
.45以下であることが好ましい。ナトリウムが多すぎ
ると活性、選択性共に低下し、少なすぎる場合には塩素
及び/又は臭素及び/又は弗素を加えた効果が発現しな
い。
カリウム及び/又はルビジウムの添加量はナトリウムよ
りも少ない範囲が好適で、触媒に対し5ppm以−ヒ、
0.5 wt%以下が好ましく、より好ましくは10
ppm以上、0.1 wt%以下である。多すぎると活
性が顕著に低下し、少なすぎる場合には塩素及び/又は
臭素及び/又は弗素の効果が十分に発揮されない。
りも少ない範囲が好適で、触媒に対し5ppm以−ヒ、
0.5 wt%以下が好ましく、より好ましくは10
ppm以上、0.1 wt%以下である。多すぎると活
性が顕著に低下し、少なすぎる場合には塩素及び/又は
臭素及び/又は弗素の効果が十分に発揮されない。
塩素及び/又は臭素及び/又は弗素の添加量は= 5−
触媒に対し5 pprn以上、0.1wt%以下が好適
であり、より好ましくは7 ppm以上0..07 w
t%以下である。多く加えすぎると毒作用を示し大巾な
性能の低下を招く。すなわち本発明の特徴は従来毒作用
を示すと考えられていた塩素及び/又は臭素及び/又は
弗素を、ナトリウム及びカリウム及び/又はルビジウム
と組合せて但し、ナトリウムとカリウムと弗素の糾合せ
は除く、極く微量加えることにより性能向上剤としての
作用を見出したことにある。
であり、より好ましくは7 ppm以上0..07 w
t%以下である。多く加えすぎると毒作用を示し大巾な
性能の低下を招く。すなわち本発明の特徴は従来毒作用
を示すと考えられていた塩素及び/又は臭素及び/又は
弗素を、ナトリウム及びカリウム及び/又はルビジウム
と組合せて但し、ナトリウムとカリウムと弗素の糾合せ
は除く、極く微量加えることにより性能向上剤としての
作用を見出したことにある。
また本発明の触媒においては、銀の他に添加されるカチ
オン成分は上記ナトリウム&びカリウム及び/又1・ま
ルビジウムのみに限定されるものではなく、例えばリチ
ウム、バリウム、セシウム、マグネシウム、タリウム等
の第3成分が少量添加されてもよい。
オン成分は上記ナトリウム&びカリウム及び/又1・ま
ルビジウムのみに限定されるものではなく、例えばリチ
ウム、バリウム、セシウム、マグネシウム、タリウム等
の第3成分が少量添加されてもよい。
上記触媒成分は、主として経済的及び触媒寿命の観4点
から、相持触媒として使用される。担体としては多孔J
d耐火物が用いられ、B[!〕T表面積が0.05〜1
0ffIl/f、見掛気孔率が少くとも156− %という性状のものが望ましいが、特にα−アルミナを
主成分とするもの(いわゆるアランダム担体)が好まし
い。
から、相持触媒として使用される。担体としては多孔J
d耐火物が用いられ、B[!〕T表面積が0.05〜1
0ffIl/f、見掛気孔率が少くとも156− %という性状のものが望ましいが、特にα−アルミナを
主成分とするもの(いわゆるアランダム担体)が好まし
い。
ナトリウム、カリウム及び/又はルビジウム、塩素及び
/又は臭素及び/又は弗素の担持は、前記した化合物を
水性溶媒に溶解又は分散し、上記担体に含浸したあと該
担体を窒素、空気などのガスの存在下加熱乾燥すること
により行なう。ナトリウム、カリウム及び/又はルビジ
ウム、塩素及び/又は臭素及び2/又は弗素の相持は同
時でも別々に行なってもよく、かつ触媒調製の任意の段
階において種々の態様で新身うことが出来る。たとえば
銀化合物の含浸の前、同時又は後のいずれの時期でも同
様な効果を得ることができる。又、含浸は数回に分けて
行うこともできる。
/又は臭素及び/又は弗素の担持は、前記した化合物を
水性溶媒に溶解又は分散し、上記担体に含浸したあと該
担体を窒素、空気などのガスの存在下加熱乾燥すること
により行なう。ナトリウム、カリウム及び/又はルビジ
ウム、塩素及び/又は臭素及び2/又は弗素の相持は同
時でも別々に行なってもよく、かつ触媒調製の任意の段
階において種々の態様で新身うことが出来る。たとえば
銀化合物の含浸の前、同時又は後のいずれの時期でも同
様な効果を得ることができる。又、含浸は数回に分けて
行うこともできる。
担体に銀を担持せしめるには適当な形状、たとえば球状
、ペレット状、リング状等に成型された相体を、鋏の化
合物たとえばシュウ酸銀、硝酸銀又は乳酸銀などをエチ
レンジアミンなどの可溶化剤の存在下又は不存在下に溶
解した水性溶液又は水分散液に浸漬し、乾燥してから窒
素、空気又は水素などの気流中で適当な温度で焼成する
ことにより行なうことができる。焼成時のガスの種類及
び焼成温度は銀塩の種類などに応じて選択され、焼成温
度は通常100〜1000℃好ましくは150〜700
℃の範囲である。触媒の銀担持量は担体に対1.て通常
1〜25wt%、好ましくは3〜20wt%である。
、ペレット状、リング状等に成型された相体を、鋏の化
合物たとえばシュウ酸銀、硝酸銀又は乳酸銀などをエチ
レンジアミンなどの可溶化剤の存在下又は不存在下に溶
解した水性溶液又は水分散液に浸漬し、乾燥してから窒
素、空気又は水素などの気流中で適当な温度で焼成する
ことにより行なうことができる。焼成時のガスの種類及
び焼成温度は銀塩の種類などに応じて選択され、焼成温
度は通常100〜1000℃好ましくは150〜700
℃の範囲である。触媒の銀担持量は担体に対1.て通常
1〜25wt%、好ましくは3〜20wt%である。
本発明の触媒を用いてエチレンをエチレンオキシドに転
換する反応は慣用操作法で実施できる。
換する反応は慣用操作法で実施できる。
例えば、圧力は1〜35 Kq/cd、温度は180〜
300℃、好ましく1は200〜260℃である。
300℃、好ましく1は200〜260℃である。
エチレンは1〜40 Vnt%、酸素は1〜20 Vo
1%で、一般に希釈剤例えばメタンを一定割合例えば2
0〜70 Vn1%で存在させることが好ましい。
1%で、一般に希釈剤例えばメタンを一定割合例えば2
0〜70 Vn1%で存在させることが好ましい。
酸素は空気の形態でま、tは工業用酸素として供給して
よい。反応改変剤として例えば2塩化エチレンを加える
ことにより触媒中にホットスポットの形成が防IFでき
かつ触媒の性能殊に選択性が大巾に改善される。添加量
としては数ppm (重量)〜数10 ppm程度が好
ましい。
よい。反応改変剤として例えば2塩化エチレンを加える
ことにより触媒中にホットスポットの形成が防IFでき
かつ触媒の性能殊に選択性が大巾に改善される。添加量
としては数ppm (重量)〜数10 ppm程度が好
ましい。
次に実施例及び比較例をあげて本発明を説明する0
実施例1
ツートン社のα−アルミナ担体(商品名′5A556]
);309を、NaHCOa ; 2.0 ?を含む
水溶液5omlに浸漬した。余分の液全濾過しだ後、窒
素ガス気流下で110℃にて2時間乾燥してNaHCO
3含浸相体を調製した。
);309を、NaHCOa ; 2.0 ?を含む
水溶液5omlに浸漬した。余分の液全濾過しだ後、窒
素ガス気流下で110℃にて2時間乾燥してNaHCO
3含浸相体を調製した。
AgNO3: fi、(l rと蓚酸カリウム(K2C
2O4・H2O); 3.4 Fを各々100m1の水
に溶解した後混合し、水浴中60℃に加熱して蓚酸銀の
白色沈殿を得た。
2O4・H2O); 3.4 Fを各々100m1の水
に溶解した後混合し、水浴中60℃に加熱して蓚酸銀の
白色沈殿を得た。
これに遠心分離と蒸留水による洗浄を繰返し7て、沈殿
中のカリウムを除いた。
中のカリウムを除いた。
別jtζエチレンジアミンと水の1:1混合液;6,6
ml’を作り、氷冷しながら」=記蓚酸銀の沈殿を除々
に溶解し、頌溶液を調製した。この溶液に上記担体を浸
漬し、過剰の液を流し出しだのち、ロータリーエバポレ
ーター中で減圧下、80℃で乾燥した。これを焼成管に
移し、窒素気流中で300℃ 9− まで2時間で昇温し、その温度でさらに2時間焼成した
。これを冷却後、RbC1; 0.029 fを含むメ
タノール/水混合液(水含量0.3wt%)50mlに
浸漬し、余分の液を濾過した後、窒素ガス気流下110
℃で2時間乾燥させて、本発明の触聾を調製した。Ag
担持率はS wt%でありNa、Rb及びαの担持率は
それぞれ0.22 wt%、81 ppm 。
ml’を作り、氷冷しながら」=記蓚酸銀の沈殿を除々
に溶解し、頌溶液を調製した。この溶液に上記担体を浸
漬し、過剰の液を流し出しだのち、ロータリーエバポレ
ーター中で減圧下、80℃で乾燥した。これを焼成管に
移し、窒素気流中で300℃ 9− まで2時間で昇温し、その温度でさらに2時間焼成した
。これを冷却後、RbC1; 0.029 fを含むメ
タノール/水混合液(水含量0.3wt%)50mlに
浸漬し、余分の液を濾過した後、窒素ガス気流下110
℃で2時間乾燥させて、本発明の触聾を調製した。Ag
担持率はS wt%でありNa、Rb及びαの担持率は
それぞれ0.22 wt%、81 ppm 。
33.8 ppmであった。
上記触媒を9〜28メツシユに砕き、この10りを外径
9インチ(内径7.4ミリメートル)の鋼製反応管に充
填し、反応ガス(エチレン;30Vot%、酸素;8V
Ot%、塩化ビニル; 2 ppm、残りメタン)を常
圧下5V300hr’で通過させた。
9インチ(内径7.4ミリメートル)の鋼製反応管に充
填し、反応ガス(エチレン;30Vot%、酸素;8V
Ot%、塩化ビニル; 2 ppm、残りメタン)を常
圧下5V300hr’で通過させた。
浴温232℃において酸素転化率50%、エチレンオキ
シドの選択率80.1%と言う結果を得た。
シドの選択率80.1%と言う結果を得た。
3週間の連続運転中その性能に変化は無かった。
実施例2〜5
RhC4O代りに触媒原料としてそれぞれKCl、Rb
F、 Rb13r 、 KBrを用いた他は実施例1と
同様にして表1に示す触媒を調製した。
F、 Rb13r 、 KBrを用いた他は実施例1と
同様にして表1に示す触媒を調製した。
10−
これらの触媒を実施例1と同様の反応条件下で使用し、
表1に示す結果を得た。
表1に示す結果を得た。
(以下余白)
比較例1〜5
表2に示した触媒原料をそれぞれ用いて、表2に示した
触媒を調製し、使用した他は実施例1と同様に実験を行
った。
触媒を調製し、使用した他は実施例1と同様に実験を行
った。
結果を表2に示[また。
(以下余白)
実施例及び比較例から、本発明の触聾の優れることが明
らかである。
らかである。
特許出願人 三菱油化株式会社
代理人 弁理士 古 川 秀 利
代理人 弁理士 長 谷 正 久
15−
=223−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 エチレンの酸化によるエチレンオキシドの製造用銀
触媒において、銀の他にカチオン成分としてナトリウム
及びカリウム及び/又はルビジウムを、アニオン成分と
して塩素、臭素及び弗素の群から選ばれた1種以上の元
素(但し、ナトリウムとカリウムと弗素の組合せを除く
)を、少なくとも含有することを特徴とする上記触媒。 2 触媒成分が、表面積が0105〜10m”/f、見
掛は気孔率が少なくとも15%である多孔質耐火物担体
上に担持されていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196299A JPS5898144A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | エチレンオキシド製造用銀触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196299A JPS5898144A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | エチレンオキシド製造用銀触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5898144A true JPS5898144A (ja) | 1983-06-10 |
| JPH0240377B2 JPH0240377B2 (ja) | 1990-09-11 |
Family
ID=16355492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56196299A Granted JPS5898144A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | エチレンオキシド製造用銀触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5898144A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62262748A (ja) * | 1986-05-07 | 1987-11-14 | シエル・インタ−ナシヨネイル・リサ−チ・マ−チヤツピイ・ベ−・ウイ | 改良された銀触媒 |
| WO1995005896A1 (en) * | 1993-08-23 | 1995-03-02 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Ethylene oxide catalyst |
| JP2008086938A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Nippon Shokubai Co Ltd | 酸化エチレン製造用触媒および該触媒を用いた酸化エチレンの製造方法 |
| CN104624246A (zh) * | 2013-11-13 | 2015-05-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于银催化剂的氧化铝载体及催化剂 |
-
1981
- 1981-12-08 JP JP56196299A patent/JPS5898144A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62262748A (ja) * | 1986-05-07 | 1987-11-14 | シエル・インタ−ナシヨネイル・リサ−チ・マ−チヤツピイ・ベ−・ウイ | 改良された銀触媒 |
| WO1995005896A1 (en) * | 1993-08-23 | 1995-03-02 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Ethylene oxide catalyst |
| JP2008086938A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Nippon Shokubai Co Ltd | 酸化エチレン製造用触媒および該触媒を用いた酸化エチレンの製造方法 |
| CN104624246A (zh) * | 2013-11-13 | 2015-05-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于银催化剂的氧化铝载体及催化剂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0240377B2 (ja) | 1990-09-11 |
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