JPS6171838A - 銀触媒の製造法 - Google Patents
銀触媒の製造法Info
- Publication number
- JPS6171838A JPS6171838A JP59191733A JP19173384A JPS6171838A JP S6171838 A JPS6171838 A JP S6171838A JP 59191733 A JP59191733 A JP 59191733A JP 19173384 A JP19173384 A JP 19173384A JP S6171838 A JPS6171838 A JP S6171838A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silver
- catalyst
- carrier
- impregnated
- amine
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Epoxy Compounds (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】
本発明は銀触媒の新規な製造方法に関するものであシ、
この銀触媒は殊にエチレンを分子状酸素によシ酸化して
エチレンオキシドを製造する方法に用いられる。
この銀触媒は殊にエチレンを分子状酸素によシ酸化して
エチレンオキシドを製造する方法に用いられる。
近来上記反応に用いられる銀触媒の調製法としてはアン
モニアも含めたアミンによシ銀塩を錯化した水性溶液を
多孔質耐火性担体に含浸し、窒素などの不活性ガス又は
含酸素ガス、代表的には空気中で加熱して担体上に銀を
析出させる方法が公知である(特公昭55−22146
など)、。錯体形成剤としてアミンを使用することによ
シ低温で分解還元される銀塩を均一な水性溶液とするこ
とが出来、このため微細で均一な銀粒子を担体上に析出
させることが可能である。特公昭55−22146号に
は、銀塩含有水溶液から銀を析出させて触媒を製造する
ためには、100〜375°Cにおいて2〜8時間の加
熱が必要で、好ましい加熱媒体は空気であると記述され
ている。本発明者らによれば、上記加熱方式で、特IC
250℃以上の温度で焼成すると触媒粒子内に銀の不均
一分布ができ、その実施例中に記載されている加熱温度
と時間を採用すると銀粒子の凝集・生長が起ることが観
察された。この為充分な触媒性能が得られない。本発明
によれば、アミンで錯化すると銀塩の分解による銀の析
出反応は200℃以下の低温で起シ、その銀塩錯体の分
解温度以上250℃以下の温度に含浸担体を30分以内
の短時間加熱すれば、触媒としての機能を完全に発揮す
ることを本発明者らは見出して本発明に到達した。すな
わち本発明は、銀塩およびその錯体形成剤としてのアミ
ンを含有する水性溶液を多孔質耐火性担体に含浸し、該
担体を空気又は不活性ガスで150〜250℃に1〜3
0分加熱して担体上に銀を析出させることによシ銀触媒
を製造する方法である。
モニアも含めたアミンによシ銀塩を錯化した水性溶液を
多孔質耐火性担体に含浸し、窒素などの不活性ガス又は
含酸素ガス、代表的には空気中で加熱して担体上に銀を
析出させる方法が公知である(特公昭55−22146
など)、。錯体形成剤としてアミンを使用することによ
シ低温で分解還元される銀塩を均一な水性溶液とするこ
とが出来、このため微細で均一な銀粒子を担体上に析出
させることが可能である。特公昭55−22146号に
は、銀塩含有水溶液から銀を析出させて触媒を製造する
ためには、100〜375°Cにおいて2〜8時間の加
熱が必要で、好ましい加熱媒体は空気であると記述され
ている。本発明者らによれば、上記加熱方式で、特IC
250℃以上の温度で焼成すると触媒粒子内に銀の不均
一分布ができ、その実施例中に記載されている加熱温度
と時間を採用すると銀粒子の凝集・生長が起ることが観
察された。この為充分な触媒性能が得られない。本発明
によれば、アミンで錯化すると銀塩の分解による銀の析
出反応は200℃以下の低温で起シ、その銀塩錯体の分
解温度以上250℃以下の温度に含浸担体を30分以内
の短時間加熱すれば、触媒としての機能を完全に発揮す
ることを本発明者らは見出して本発明に到達した。すな
わち本発明は、銀塩およびその錯体形成剤としてのアミ
ンを含有する水性溶液を多孔質耐火性担体に含浸し、該
担体を空気又は不活性ガスで150〜250℃に1〜3
0分加熱して担体上に銀を析出させることによシ銀触媒
を製造する方法である。
本発明においては、触媒が銀の他に少くとも、カチオン
成分としてナトリウム及びセシウム、セしてアニオン成
分として沃素を除くノ・口rンを含有することが好適で
ある。さらに、本発明においては、触媒がカチオン成分
として、バリウムを含有することが好ましい。
成分としてナトリウム及びセシウム、セしてアニオン成
分として沃素を除くノ・口rンを含有することが好適で
ある。さらに、本発明においては、触媒がカチオン成分
として、バリウムを含有することが好ましい。
本発明によれば、例えばシュウ酸銀を1,3−プロノ々
ンソアミンで錯化した含浸水溶液からの銀の析出反応は
120℃付近で起シ、それが完了するに必要な熱量を供
給しさえすればその温度での加熱で触媒を調製できる。
ンソアミンで錯化した含浸水溶液からの銀の析出反応は
120℃付近で起シ、それが完了するに必要な熱量を供
給しさえすればその温度での加熱で触媒を調製できる。
一方析出した銀の凝集は200℃以上で顕著となる。従
って本発明においては、銀塩錯体の分解温度以上で、銀
の凝集の起らない温度以下で加熱すれば又は凝集温度以
上でも短時間加熱すれば凝集のない高性能の触媒を得る
ことが出来る。
って本発明においては、銀塩錯体の分解温度以上で、銀
の凝集の起らない温度以下で加熱すれば又は凝集温度以
上でも短時間加熱すれば凝集のない高性能の触媒を得る
ことが出来る。
実際の加熱方式としては、含浸担体を固定床又は移動床
の形で単層又は多層に積み、上方又は下方、又は側方か
ら加熱空気を流通する形式が一般的である。他のガスを
混入させることもできるが、空気が最も経済的である。
の形で単層又は多層に積み、上方又は下方、又は側方か
ら加熱空気を流通する形式が一般的である。他のガスを
混入させることもできるが、空気が最も経済的である。
その温度は150〜250℃で、より好ましい空気又は
不活性ガスの温度は170〜240℃である。加熱用空
気又は不活性ガスの温度が250℃以上では、担体表面
を急激に加熱するので、水の突沸、銀化合物の不均一分
解が起り表面に銀が集まシネ均一分布となシ易い。
不活性ガスの温度は170〜240℃である。加熱用空
気又は不活性ガスの温度が250℃以上では、担体表面
を急激に加熱するので、水の突沸、銀化合物の不均一分
解が起り表面に銀が集まシネ均一分布となシ易い。
加熱時間は1〜30分であるが、加熱すべき含浸担体の
量、空気又は不活性ガスの温度及びその流速によシ最低
必要な時間が決定される。流速はα1m/秒〜3m1秒
が実用的な見地から好適である。空気又は不活性ガス自
体が加熱媒体でない、例えば外部ヒーター加熱の場合に
は、銀−アミン錯塩の分解ガスを系外に排出するだけの
空気又は不活性ガス流速が必要である。分解ガスの蓄積
を防止する為にある程度の量の排ガスの・々−ノが必要
であるが、基本的には加熱ガスのリサイクルが可能であ
る。空気又は不活性ガス流量と含浸担体量によシ異なる
が例えば90%のリサイクルが可能である。
量、空気又は不活性ガスの温度及びその流速によシ最低
必要な時間が決定される。流速はα1m/秒〜3m1秒
が実用的な見地から好適である。空気又は不活性ガス自
体が加熱媒体でない、例えば外部ヒーター加熱の場合に
は、銀−アミン錯塩の分解ガスを系外に排出するだけの
空気又は不活性ガス流速が必要である。分解ガスの蓄積
を防止する為にある程度の量の排ガスの・々−ノが必要
であるが、基本的には加熱ガスのリサイクルが可能であ
る。空気又は不活性ガス流量と含浸担体量によシ異なる
が例えば90%のリサイクルが可能である。
以下に空気又は不活性ガスによる加熱に到るまでの本発
明の工程の実施の態様を示す。
明の工程の実施の態様を示す。
本発明において使用できる銀塩としては、酸化銀、硝酸
銀、及び炭酸銀、シュウ酸銀、酢酸銀などのカルボン酸
銀などがあるが、殊にカルボン酸銀が好ましい。錯体形
成剤としてのアミンとしてはアンモニアを含むが、シア
ミンが好ましく、エチレンノアミン、1,3−プロノ々
ンソアミン等が好適である。就中エチレンシアミンと、
113−プロノ々ンジアミンの併用が最も好ましい。勿
論他のアミン例えばエタノールアミン、アンモニアトの
併用、更には他の化合物、例えばツメチルホルムアミド
の微量の添加も効果がある。上記銀塩とその錯体形成剤
としてのアミンを、好ましくは水溶液として均一な溶液
とする。水以外にアルコールその他の水溶性有機溶媒及
び水との混合溶液も勿論使用できる。これを多孔質耐火
性担体に含浸する。。多孔質耐火性担体としてはα−ア
ルミナ、炭化硅素、チタニア、ジルコニア、マグネシア
などがあるが、特に表面積が0,01〜2 mm /
r好ましくは0.2〜0.7 m”/ fで、細孔容積
が0.2〜0、5 yd/ W 、平均細孔径が0.1
〜20μのα−アルミナ担体が好ましい。その形状は球
状、リング状、円筒状などで4〜10露程度の成形物で
ある。
銀、及び炭酸銀、シュウ酸銀、酢酸銀などのカルボン酸
銀などがあるが、殊にカルボン酸銀が好ましい。錯体形
成剤としてのアミンとしてはアンモニアを含むが、シア
ミンが好ましく、エチレンノアミン、1,3−プロノ々
ンソアミン等が好適である。就中エチレンシアミンと、
113−プロノ々ンジアミンの併用が最も好ましい。勿
論他のアミン例えばエタノールアミン、アンモニアトの
併用、更には他の化合物、例えばツメチルホルムアミド
の微量の添加も効果がある。上記銀塩とその錯体形成剤
としてのアミンを、好ましくは水溶液として均一な溶液
とする。水以外にアルコールその他の水溶性有機溶媒及
び水との混合溶液も勿論使用できる。これを多孔質耐火
性担体に含浸する。。多孔質耐火性担体としてはα−ア
ルミナ、炭化硅素、チタニア、ジルコニア、マグネシア
などがあるが、特に表面積が0,01〜2 mm /
r好ましくは0.2〜0.7 m”/ fで、細孔容積
が0.2〜0、5 yd/ W 、平均細孔径が0.1
〜20μのα−アルミナ担体が好ましい。その形状は球
状、リング状、円筒状などで4〜10露程度の成形物で
ある。
含浸は当業者には公知の方法で行ない必要に応じ減圧、
加温、回転などの操作、装置を使用する。
加温、回転などの操作、装置を使用する。
銀の担持量が、出来上シの触媒で5〜15重量ノ重量上
1−セントように含浸液の銀濃度及びアミン量を加減す
る。銀塩を錯化(通常銀1モルに2個のアミ7基が対応
する)し得るに充分な量(通常、当量よシも10〜30
%過剰にアミンを加える)のアミンを加える。銀以外に
、セシウム、ナトリウムなどのアルカリ金属の化合物、
バリウムなどのアルカリ土類金属の化合物、塩素、臭素
などのハロゲン化合物、例えば塩化セシウム、臭化セシ
ウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、硝酸バリウ
ム、水酸化バリウム、などをそれぞれの適当量を、同時
に又は個別に含浸液中に加えておくことも出来る。又は
これらの添加物を銀よシも前に又は後に担体上に担持す
ることも可能で、これらの加熱担持は公知の方法によっ
て行なえる。
1−セントように含浸液の銀濃度及びアミン量を加減す
る。銀塩を錯化(通常銀1モルに2個のアミ7基が対応
する)し得るに充分な量(通常、当量よシも10〜30
%過剰にアミンを加える)のアミンを加える。銀以外に
、セシウム、ナトリウムなどのアルカリ金属の化合物、
バリウムなどのアルカリ土類金属の化合物、塩素、臭素
などのハロゲン化合物、例えば塩化セシウム、臭化セシ
ウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、硝酸バリウ
ム、水酸化バリウム、などをそれぞれの適当量を、同時
に又は個別に含浸液中に加えておくことも出来る。又は
これらの添加物を銀よシも前に又は後に担体上に担持す
ることも可能で、これらの加熱担持は公知の方法によっ
て行なえる。
上記の方法によシ含浸した担体は、直接又は100℃以
下の温度で例えば流通空気中である程度水分を蒸発させ
た後、150〜250℃の加熱空気又は不活性ガスによ
シ加熱し、担体上VC@を析出させ触媒とする。
下の温度で例えば流通空気中である程度水分を蒸発させ
た後、150〜250℃の加熱空気又は不活性ガスによ
シ加熱し、担体上VC@を析出させ触媒とする。
本発明の方法により製造される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。例えば、圧力は1〜35に9/cIi、温度は1
80〜300℃、好ましくは200〜260℃である。
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。例えば、圧力は1〜35に9/cIi、温度は1
80〜300℃、好ましくは200〜260℃である。
エチレンは1〜40Vo1%、酸素は1〜20VoL%
で、一般に希釈剤例えばメタンを一定割合例えば20〜
70VoL%で存在させることが好ましい。酸素は空気
の形態でまたは工業用酸素として供給し℃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止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pp
m (重量)〜数10 ppm程度が好ましい。
で、一般に希釈剤例えばメタンを一定割合例えば20〜
70VoL%で存在させることが好ましい。酸素は空気
の形態でまたは工業用酸素として供給し℃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止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pp
m (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。
実施例I
HatCO@ 26.9 fを水10100Oに溶解し
た溶液にα−アルミナ担体(8φ×3φ×8簡のリング
状。表面積o、 s m″/?、細孔容積o、4+Rt
/r)1000?を浸漬した。余分の液をしたたシ落し
て切シとった後140℃の過熱スチームで15分乾燥し
た。
た溶液にα−アルミナ担体(8φ×3φ×8簡のリング
状。表面積o、 s m″/?、細孔容積o、4+Rt
/r)1000?を浸漬した。余分の液をしたたシ落し
て切シとった後140℃の過熱スチームで15分乾燥し
た。
一方IQNO8248fと修酸カリウム(fft Ct
O4・H,0)148fを各々1000−の水に溶解
した後混合し、水浴中で60℃に加熱して修酸銀の白色
沈殿を得た。濾過後蓋留水によシ沈殿を洗浄して沈殿物
中のカリウムを除いた。別に1,3−プロノぐンソアミ
ン21.7mとエチレンジアミン79.12を水に溶解
して水溶液200−を調製し、氷冷しながら上記修酸銀
沈殿に少量ずつ添加して修酸銀−アミン錯体溶液を調製
した。これに硝酸バリウムα22f1塩化セシウム0.
234 Fを加えた水溶液40−を加えた後ロータリー
エバポレーター中に移し、Nα、CO3を含浸後乾燥し
た前記のα−アルミナ担体を加えて回転下50℃にて含
浸操作を実施した。含浸操作の初期に減圧しく100襲
Hg)、常圧に戻して5分後に取出した。取出した含浸
α−アルミナ担体を200℃の加熱空気にて10分間、
2惧/秒の流速で加熱して本発明の触媒を調製した。A
Qの担持率は1λSwt%であり、Nα、Ba 、Cs
及びC1の担持量はそれぞれ0.4wt%、100pp
乳、158pp倶及び42 pp常であった。
O4・H,0)148fを各々1000−の水に溶解
した後混合し、水浴中で60℃に加熱して修酸銀の白色
沈殿を得た。濾過後蓋留水によシ沈殿を洗浄して沈殿物
中のカリウムを除いた。別に1,3−プロノぐンソアミ
ン21.7mとエチレンジアミン79.12を水に溶解
して水溶液200−を調製し、氷冷しながら上記修酸銀
沈殿に少量ずつ添加して修酸銀−アミン錯体溶液を調製
した。これに硝酸バリウムα22f1塩化セシウム0.
234 Fを加えた水溶液40−を加えた後ロータリー
エバポレーター中に移し、Nα、CO3を含浸後乾燥し
た前記のα−アルミナ担体を加えて回転下50℃にて含
浸操作を実施した。含浸操作の初期に減圧しく100襲
Hg)、常圧に戻して5分後に取出した。取出した含浸
α−アルミナ担体を200℃の加熱空気にて10分間、
2惧/秒の流速で加熱して本発明の触媒を調製した。A
Qの担持率は1λSwt%であり、Nα、Ba 、Cs
及びC1の担持量はそれぞれ0.4wt%、100pp
乳、158pp倶及び42 pp常であった。
上記触媒を4〜9メツシユに砕きその5−を内径20’
tmの鋼製反応管に充填し反応ガス(エチレン30vo
1%、酸素8vo1%、塩化ヒニk 2 ppハ残クシ
窒素を18′Kg/cdGの加圧下5V4000A−1
で通過させた。通過開始直後に活性が発現する。
tmの鋼製反応管に充填し反応ガス(エチレン30vo
1%、酸素8vo1%、塩化ヒニk 2 ppハ残クシ
窒素を18′Kg/cdGの加圧下5V4000A−1
で通過させた。通過開始直後に活性が発現する。
浴温215℃で1週間反応後酸素転化率40%、エチレ
ンオキシドの選択率8L6%を得た。反応後の触媒のB
ET表面積は0.78 m”/ fであった。
ンオキシドの選択率8L6%を得た。反応後の触媒のB
ET表面積は0.78 m”/ fであった。
実施例2
硝酸バリウムを添加しなかった以外は、実施例1と全く
同様にして触媒を調製した。触媒の組成はAQ、Nα、
C8、C1の順に115wt%、0.4wt%、158
ppm、 42 ppmである。実施例1と同様に反
応させた結果217℃において酸素転化率40%、エチ
レンオキシド選択率81.3%を得た。
同様にして触媒を調製した。触媒の組成はAQ、Nα、
C8、C1の順に115wt%、0.4wt%、158
ppm、 42 ppmである。実施例1と同様に反
応させた結果217℃において酸素転化率40%、エチ
レンオキシド選択率81.3%を得た。
実施例3〜7
実施例2と同二組成の触媒を第1表に示す各条件で、実
施例2と同様にして調製した。
施例2と同様にして調製した。
上記触媒を9〜28メツシユに砕きその10mtを外径
10簡の鋼製反応管に充填し反応ガス(エチレン30
vo1%、酸素8νo1%、塩化ビニル2ppm、残シ
窒素)を常圧で5V300h−”で通過させた。2週間
反応後の結果を第1表に示す。第1表にはBET表面積
の測定結果も示す。
10簡の鋼製反応管に充填し反応ガス(エチレン30
vo1%、酸素8νo1%、塩化ビニル2ppm、残シ
窒素)を常圧で5V300h−”で通過させた。2週間
反応後の結果を第1表に示す。第1表にはBET表面積
の測定結果も示す。
比較例1〜3
実施例2と同一組成の触媒を第1表に示す各条件で調製
した。殊に空気中での加熱時間が長いことが特色である
。実施例3と同様に反応させた結果を第1表に示す。
した。殊に空気中での加熱時間が長いことが特色である
。実施例3と同様に反応させた結果を第1表に示す。
実施例8
担体としてNα、COsを担持していないものを使用し
又硝酸バリウムを添加しなかった以外は実施例1と全く
同様にしてAg−CsCl含有触媒を調製した。IQと
CttCl の担持量は1&5wt%、200 ppm
であった。実施例3と同様に反応させたところ220℃
で酸素転化率49%、エチレンオキシド選択率80.8
%であった。
又硝酸バリウムを添加しなかった以外は実施例1と全く
同様にしてAg−CsCl含有触媒を調製した。IQと
CttCl の担持量は1&5wt%、200 ppm
であった。実施例3と同様に反応させたところ220℃
で酸素転化率49%、エチレンオキシド選択率80.8
%であった。
以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、少くとも銀塩および錯体形成剤としてのアミンを含
有する水性溶液を多孔質耐火性担体に含浸し、該担体を
空気又は不活性ガスで150〜250℃の範囲の温度で
且つ該銀塩錯体の分解温度以上の温度で1〜30分加熱
して該担体上に銀を析出させることを特徴とするエチレ
ンからエチレンオキシドを製造するための銀触媒の製造
法。 2、触媒が、銀の他に少くとも、カチオン成分としてナ
トリウム及びセシウムを、そしてアニオン成分として沃
素を除くハロゲンを含有することを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の製造方法。 3、触媒がバリウムを含有することを特徴とする特許請
求の範囲第2項記載の触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59191733A JPS6171838A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 銀触媒の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59191733A JPS6171838A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 銀触媒の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6171838A true JPS6171838A (ja) | 1986-04-12 |
Family
ID=16279585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59191733A Pending JPS6171838A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 銀触媒の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6171838A (ja) |
Cited By (2)
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 |
JP2011515361A (ja) * | 2008-03-19 | 2011-05-19 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 酸化的脱水素化のための貴金属含有担持触媒の使用 |
-
1984
- 1984-09-14 JP JP59191733A patent/JPS6171838A/ja active Pending
Cited By (2)
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 |
JP2011515361A (ja) * | 2008-03-19 | 2011-05-19 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 酸化的脱水素化のための貴金属含有担持触媒の使用 |
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