JPS59156436A - 酸化エチレン製造用銀触媒 - Google Patents

酸化エチレン製造用銀触媒

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JPS59156436A
JPS59156436A JP2920583A JP2920583A JPS59156436A JP S59156436 A JPS59156436 A JP S59156436A JP 2920583 A JP2920583 A JP 2920583A JP 2920583 A JP2920583 A JP 2920583A JP S59156436 A JPS59156436 A JP S59156436A
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carrier
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JPH032013B2 (ja
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Mutsuo Nakajima
睦男 中島
Hiroshi Kimura
拡 木村
Hisaharu Kuboyama
久春 久保山
Hisao Anzai
安西 久雄
Tadashi Komiyama
小味山 忠志
Kenji Yoshida
吉田 研治
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts 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
    • B01J23/66Silver or gold

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エチレンを分子状酸素により気相接触酸化し
てエチレンオキシドを製造する際に用いる触媒に関する
工業的にエチレンを分子状酸素により気相接触酸化して
エチレンオキシドを製造する際に、担体上に銀を担持し
た触媒を用いるのは公知であり、従来から多くの提案が
なされてきた。しかしながら、銀のみを担持した触媒で
は活性及びエチンオキシドへの選択性が不十分であるた
め、最近では微量の促進剤を添加する提案が数多くなさ
れている。なかでも、促進剤としてアルカリ金属を使用
する方法が種々提案されている。例えば、特開昭419
−30ム弓号には全触媒量に基づいてoooo3sない
し00030g当量(重量)のカリウム、ルビジウム及
び/又はセシウムを担体上に銀と同時に堆積せしめた時
に好適な触媒が得られる旨開示されている。またその明
細書中にはアルカリ金属塩中のアニオンの種類に基づく
特別な効果は見出せない旨述べられている。また、特開
昭53−//q/号には銀の量に対しナトリウムθ/〜
ス原子係ならびにカリウム005〜0.33原子チ、ル
ビジウムθ003〜θ23原子チ又はセシウムo、oo
os〜θコ原子係又はこれら重アルカリ金属の対応する
量での混合物を含有することを特徴とする担持型銀触媒
が好適であることが開示され、さらにナトリウム化合物
及び重アルカリ金属化合物のアニオンとしてはハロゲン
が余り適していないことが記載されている。一方、特開
昭5’7−/’gO’13’1号では銀の他にカチオン
成分としてナトリウム及びセシウムを、アニオン成分と
して臭素及び/又はフッ素を少な(とも含有する触媒が
好適であり、ナトリウム添加量として触媒あたり/ 0
00 ppm以上が好ましく、少なすぎる場合には臭素
及び/又は弗素を加えた効果が充分発現しない旨開示さ
れている。
これらの触媒は従来の銀のみを担持した触媒にくらべ活
性及び/又は選択性に改良がみられるが、必ずしも十分
とはい一部ない。またアルカリ金属添加触媒はしばしば
銀単独触媒より劣化速度が早く触媒寿命が短かくなった
り、アルカリ金属を触媒に担持するのに複雑な工程をと
るために工業的規模で生産する際に再現性に問題が出て
くる等改善すべき点は多い。
本発明者等は、上記のごとき問題を解決すべく鋭意検討
を重ねた結果、銀、セシウム及びフッ素を特定の割合で
含有し、しかもそれらの担体上への堆積が特定な順序で
行なわれた時にのみ、すぐれた活性及び選択性を有し、
しかもその性能が長期間安定して持続する触媒が得られ
ることを発見して本発明を完成した。
本発明の酸化エチレン製造用銀触媒は、エチレンを分子
状酸素で気相接触酸化して酸化エチレンを製造するため
の担持型銀触媒であって、銀を3〜/S重量係、カチオ
ンとしてセシウムを原子比C8/Agが0.0//10
0−0.’l/10OVCなるように、またアニオンと
してフッ素を原子比F/C8が汐// 00〜10Kな
るように含有し、かつセシウム及びフッ素の少なくとも
一部は銀と同時に担体に担持されたものであるか、又は
銀の担持に先立って担体に担持されたものであることを
特徴とするものである。
ハロゲン元素としてフッ素を含有し、しかもナトリウム
化0 のような触媒が従来のアルカリ金属添加触媒より優れた
性能を示すことは全く予想すらできないことである。し
かも後述の比較例3で示すように、ナトリウムの/ o
 o o ppm以上の添加は、活性の激減をまねくと
いう意味でむしろ避けるべきことであることは全く驚く
べきことである。
本発明に使用される担体としてはエチレンオキシドの製
造に用いられる通常の担体がすべて適している。そのよ
うな担体の例としては、アルミナ。
シリカ、マグネシア、ジルコニア、炭化ケイ素。
クイソウ土等があげられる。好ましい担体としてはアル
ミナ牟びZ又はシリカを含む担体であり、特に好ましく
は、α〜アルミナ含有率が高い担体である。また使用す
る担体の物性については、比表面積が好ましくは70勿
以下、特に好ましくは07〜3 rrVi、見かげ多孔
率が好ましくは110〜乙0容量%、特に好ましくは1
l−5−!;、0容量裂細孔容積が好ましくは0./〜
0. !; C−9/El 、特に好ましくは0.2〜
Q、 3 cc/9 、平均細孔直径が好ましくは7〜
72ミクロン、特に好ましくは73〜70ミクロンであ
り、少なくとも70裂が15〜15ミクロンの細孔直径
を有する担体が採用される。
本発明による触媒の銀含有量としては、3〜/S重量係
、好ましくはq〜73重量係、特に好ましくはS〜72
重量係の範囲のものである。多すぎる場合には性能の改
善はほとんどみられず高価な銀を多量に使うことによる
経済的損失の方がはるかに太きい。少なすぎる場合は良
好な性能が得られない。銀を担体に担持する方法として
は種々の方法がある。例えば担体に硝酸銀水溶液を含浸
し、液切り後、乾燥し最後に水素で還元処理することに
よって触媒を得ることができる。担体は、また蓚酸銀又
は炭酸銀のアンモニア性水溶液に浸漬され、液切り後加
熱され蓚酸銀又は炭酸銀のアンモニア錯体の熱分触によ
り銀金属を担体に担持することができる。更にまた、担
体は銀塩と一種以上の含窒素化合物の組み合せ混合物の
水溶液で含浸することができ、それから前記のように熱
的に処理することができる。このような鍜塩としては硝
酸銀、亜硝酸銀、炭酸銀等の無機塩類や蓚酸銀。
酢酸銀、乳酸銀、コハク酸銀等のカルボン酸銀が」−げ
られる。含窒素化合物としては、アンモニア。
脂肪族モノアミン、アルキレンジアミン、アルカノール
アミン、アミノエーテル類が上げられる。
これらの銀塩や含窒素化合物は二種以上組み合せて用い
てもよい。
本発明による触媒のセシウム含量は臨界的であり、銀7
00g原子に対し00/g原子〜0.グOg原子、好ま
しくは003g原子〜0.359原子。
特に好ましくはo、 05 g原子〜030g原子使用
する。少なすぎる場合には活性9選択性の向上効果は小
さく、多ずぎる場合には活性1選択性の向上効果が飽和
するばかりかむしろ有害になる場合すらある。セシウム
源としては水酸化セシウム。
亜硝酸セシウム、硝酸セシウム、炭酸セシウム。
フッ化セシウム、塩化セシウム等の無機塩類やギ酸セシ
ウム、酢酸セシウム、蓚酸セシウム等のカルボン酸塩等
の水に可溶なセシウム化合物を使用する。
本発明による触媒のフッ素含有量はセシウム含有量との
間に特別な関係にあり、臨界的である。
フッ素含有量はセシウム/9原子に対してθO5〜70
9原子、好ましくは0.07〜gg原子、特に好ましく
は0/〜乙g原子である。少なすぎる場合には添加効果
は不十分であり多すぎる場合には添加効果が飽和するば
かりかむしろ有害になる場合すらある。フッ素源として
は、フッ化水素。
フッ化アンモニウム、有機アミンのフッ化水素塩。
フッ化リチウム、フッ化セシウム等フッ素イオンを含有
する化合物を用いる。
本発明による触媒の特徴は、更にセシウム及びフッ素化
合物の添加方法にも見出せる。即ち、゛セシウム及びフ
ッ素化合物の少なくとも一部を銀と同時に担体に担持す
るか、又は銅担持に先立って担体に担持する時にのみ良
好な結果が得られる。
例えば、セシウム及びフッ素化合物を水及び/又は低沸
点有機溶剤に溶解し、その溶液を担体に含浸し乾燥して
あらかじめ担体に担持し、しかる後に銀を担持させるこ
とができる。またセシウム及びフッ素化合物を銀塩溶液
中に溶解し、その溶液を担体に含浸し乾燥、焼成して担
体に担持することもできる。或いは、始めにセシウム化
合物を担体に担持したのちに銀及びフッ素化合物を同時
に担体に担持するか又は始めにフッ素化合物を担体に担
持したのちに銀及びセシウム化合物を同時に担体に担持
することもでき−る。更にまた上記方法を組み合せて使
用してもよい。要するに、まず銀を担体に担持し、つい
でセシウム及び/又はフッ素化合物を担持するような方
法を避ける必要がある。この場合には、はっきりした効
果が得られないか又はとるに足りないほどの効果しか得
られない。好ましい方法としてはセシウム及びフッ素化
合物をあらかじめ担体に担持し、しかる後鍋を担持する
か又はセシウム及びフッ素化合物を銀と同時に担体に担
持する方法があげられる。特に好ましい方法としてはセ
シウム及びフッ素化合物を銀と同時に担体に担持する方
法があげられる。
本発明の触媒は、温度/kO〜300℃、好ましくは/
gO〜270°G1反応圧力θ〜50ψよ。
好ましくはθ〜30 kg/lx”G、空間速度100
〜10000Hr  、好ま1.くは130〜’700
0Hr’の条件下でエチレンを分子状酸素で気相接触酸
化してエチレンオキシドを製造する際に優れた効果を奏
する。適用されるエチレンの酸化において原料ガス組成
は通常エチレンθ5−50モル係、酸素3〜20モル係
、二酸化炭素0.7〜30モル係で残部はメタン、エタ
ン等の低級炭化水素や窒素。
アルゴン等の不活性ガスよりなる。また前記混合ガスに
燃焼反応抑制剤として、二塩化エチレン。
塩化ビニル、塩化ジフェニル等の塩素化合物をθ/〜Ω
0容量ppm程度添加すると好ましい結果が得られる。
酸素源としては空気、酸素富化空気。
純酸素等が上げられる。
以下実施例及び比較例によって更に本発明の詳細な説明
する。なお実施例及び比較例中に記載する転化率1選択
率は次式により算出きれたものである。
選択率(伺=               X 10
0反応したエチレンのモル数 実施例/ 触媒の製造 硝酸セシウム/l13乙g及びフッ化アンモニウム0.
.2 ’73.9を水乙乙乙TnIl!に溶解した。次
いでこの溶液中眞エチレンジアミン、2’l左’左扉1
及びエタノールアミンgggmlを加え最後に蓚酸銀汐
汐ggを添加して銀塩溶液の浸a液をつくった。この浸
漬液に比表面積0..23ダg、細孔容積。、コΩcc
/9であるα−アルミナ含有但担体10 o o iを
浸せきした。次いで担体を浸せき液から取り出し、浸せ
き液を含有した担体をノコ3℃でΩ時間乾燥、後り汐0
℃でグ時間焼成した。分析の結果銀含有量はg重量係で
あり、cs7〜. F/C8は原子比でそれぞれθ2/
100./であった。
エチルンオギシドの製造 内径/7runのガラス製反応管に上記触媒30gを充
填し、エチレン20モルチ、酸素乙モル係。
二塩化エチレン2s容量ppm残部が窒素からなる混合
ガスを乙1/’Hr の速度で供給して2.20 °C
で反応させた。10日後及び30日後の反応成績を表Z
K示す。表/よりこの触媒が長期間にわたり、きわめて
安定した高い活性および選択性を示すことがわかる。
表  / 実施例Ω〜g 弗化アンモニウムの添加量を変えた以外は実施例/と同
様にして触媒を調製し、評価した。70日後の反応成績
を表2に示す。。
実施例7 硝酸セシウム及びフッ化アンモニウムを溶解するかわり
に弗化セシウム//2ogを溶解する以外は実施例/と
同様に触媒を調製した。分析の結た。実施例/と同様に
この触媒を評価し、10日後に次のような反応成績を得
た。
転化率  /θlI係 選択率  糺1% 実施例10 比表面積θ3gφ、細孔容債0.3 OCC1&のα−
アルミナ含有担体を用い、硝酸セシウムを2/slIg
、フン化アンモニウムをoり。9g用いた以外は実施例
/と同様にして触媒を調製した。この触媒は銀を10.
g重量係含有し、Cs/Ag、 F/CS  ノ原子比
はそれぞれθ3’/、/ 00 、0.9左であった。
この触媒を実施例/と同様に評価した。70日後の反応
成績は次のとうりであった。
転化率  /3.6裂 選択率  g’A2係 実施例// フッ化セシウム//3gを水100’OTdに溶解し実
施例/で用いた担体/ 000gをその溶液に浸せきし
た。液切り後725℃で約9時間乾燥し、その後放冷し
てフッ化セシウム前付は担体を得た。
次いで水乙ろ乙mlrにエチレンジアミン、2’l!;
、’Aml及びエタノールアミンg g、 g Inl
を加え最後に蓚酸銀S!frg9を添加して得た銀塩溶
液中に前記担体を浸せきした。液切り後ハは℃でΩ時間
乾燥し、更に2SO°Cでグ時間焼成して触媒を得た。
この触媒は銀を7.9重量多含有し、C8/Ag、 F
/C8ノ原子比はそれぞれ0.22/100./であっ
た。
この触媒を実施例/と同様に評価した。70日後の反応
成績は次のとおりであった。
転化率  100チ 選択率  g 5. ’g% 比較例/ フッ化アンモニウムを添加しない以外は実施例/と全(
同様にして触媒を調製し、評価した。結果は次のとうり
であった。
転化率   g5襲 選択率  glAO係 比較例ス 硝酸セシウムの添加量を3.6Ogにした以外は実施例
/と全く同様にして触媒を調製した。この触媒のC8/
Ag原子比は0. 、ff 2 / / 00であった
実施例/と全く同様にこの触媒を評価したが、2日日に
ほとんど活性を示さなくなった。
比較例3 フン化アンモニウムの添加量をllogにした以外は実
施例/と全く同様にして触媒を調製した。
この触媒のF/C3原子比は77gであった。実施例/
と全く同様にこの触媒を評価したが70日後においても
ほとんど活性を示さなかった。
比較例グ 硝酸セシウム及びフッ化アンモニウムを用いなかった以
外は、実施例/と同様にして銀のみを担持した触媒を得
た。次いで水/ 000 ml中にフッ化セシウム//
201/を溶解した。この溶液に前記銀触媒を浸せきし
、液切り後/、25’Cで9時間。
乾燥して、フッ化セシウム後付は触媒を得た。この触媒
は、銀g/重量係含有し、CS/A9.、 F/CSの
原子比がそれぞれθ/9/100./であった。
この触媒を実施例/と同様に評価した。70日後の反応
成績は次のとうりであった。
転化率   ’A2% 選択率  7 g、 ’1% 比較例S 実施例/で用いた浸漬液に更に硝酸ナトリウムを/ g
、 I / Og添加した以外は実施例/と全く同様に
て触媒を得た。この触媒は銀を793重量%含有し、C
s/l 、 F/C3の原子比は各々0.ニアioo。
/であり、ナトリウムを1020重量ppm含有してい
た。この触媒を実施例/と全く同様に評価した。70日
後の反応成績は次のとうりであった。
転化率   7g% 選択率  g2.左係 手 続 補 正 書 (自発) 昭和58年 4月 4日 特許庁長官 殿 1、事件の表示 昭和58年特許願 第29205 号
2、発明の名称 酸化エチレン製造用銀触媒 3、補正をする者 事件との関係   出願人 (312)三井東圧化学株式会社 4、代理人 住所  ・東京都港区赤坂1丁目9番20号ム) 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1)  明細書第1頁、下から第6行「エチレンオキ
シド」を「酸化エチレン」と訂正する。
(2)明細書第2頁、第1行及び第4行、「エチレンオ
キシド」を「酸化エチレン」と訂正する。
(3)  明細書第4頁、下から第7行、「及び」の次
に「/又は」を加入する。
(4)  明細書第5頁、第6行〜第7行、「エチレン
オキシド」を「酸化エチレン」と訂正する。
(5)明細書第10頁、第2行及び末行の「選択率」の
計算式中の「エチレンオキシド」を「酸化エチレン」と
訂正する。
(6)  明細書第11頁、下から第6行、「エチレン
オキシド」を「酸化エチレン」と訂正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. / エチレンを分子状酸素で気相接触酸化して酸化エチ
    レンを製造するための担持型銀触媒であって、銀を3〜
    75重量係、カチオンとしてセシウムを原子比C8/〜
    がθ0//100〜θq/10θになるように、またア
    ニオンとしてフッ素を原子比F/C8が5/10o〜1
    0になるように含有し、かつセシウム及び/又はフッ素
    の少なくとも一部は銀と同時に担体に担持されたもので
    あるか、又は銀の担持に先立って担体に担持されたもの
    であることを特徴とする酸化エチレン製造用銀触媒。
JP2920583A 1983-02-25 1983-02-25 酸化エチレン製造用銀触媒 Granted JPS59156436A (ja)

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JP2920583A JPS59156436A (ja) 1983-02-25 1983-02-25 酸化エチレン製造用銀触媒

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JPH032013B2 JPH032013B2 (ja) 1991-01-14

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