JPS6331256B2 - - Google Patents

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JPS6331256B2
JPS6331256B2 JP56053244A JP5324481A JPS6331256B2 JP S6331256 B2 JPS6331256 B2 JP S6331256B2 JP 56053244 A JP56053244 A JP 56053244A JP 5324481 A JP5324481 A JP 5324481A JP S6331256 B2 JPS6331256 B2 JP S6331256B2
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JP
Japan
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lactic acid
support
oxygen
temperature
catalyst
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Application number
JP56053244A
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English (en)
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JPS56158146A (en
Inventor
Arutaa Edoaruto
Burunsu Ruutoitsuhi
Fuorupurehito Ueanaa
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Erdoelchemie GmbH
Original Assignee
Erdoelchemie GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Erdoelchemie GmbH filed Critical Erdoelchemie GmbH
Publication of JPS56158146A publication Critical patent/JPS56158146A/ja
Publication of JPS6331256B2 publication Critical patent/JPS6331256B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00Preparation of oxiranes
    • C07D301/02Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/04Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen
    • C07D301/08Synthesis 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
    • C07D301/10Synthesis 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
    • 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】 本発明は、銀又は銀及び促進剀を含有する担持
觊媒の補法および該觊媒の䞭間生成物の補法に関
し、本発明によ぀お埗られる担持觊媒はアルケン
を盎接酞化しおアルキレンオキシドを補造する際
に有利に䜿甚される。 珟圚、銀含有觊媒存圚䞋での、空気たたは分子
状酞玠含有ガスによるアルケンの盎接酞化はアル
キレンオキシドの工業的補造に䜿甚されおいる。
アルキレンオキシド、こずに゚チレンオキシドは
倚数の二次補品のための基瀎化孊物質ずしお経枈
的に重芁であるので、䜿甚する觊媒の効率を改良
するために倚くの詊みが絶えずなされおきた。掻
性および遞択性を改良するために提案されおきた
倚数の修正法は、䜿甚する担䜓材料、觊媒の補造
方法および促進剀の添加に関するものである
〔R.LandauおよびR.E.Lidow、“Ethylene and
its industrial derivatives”、A.Millerおよび
Ernest Benn刊、London 1963D.J.Hucknall、
“Selektiv oxidation of hydro−carbons”、
Academic Press、Lon−don 1974およびJ.of
catalysis34、100−1141974〕。 アルキレンオキシドの補造甚觊媒の䜿甚枩床は
特に重芁である。䜎枩においお高い掻性および遞
択性を有する觊媒は望たしい。䜎い䜿甚枩床は、
たずえば、觊媒の寿呜を長くし、これは工業的方
法にきわめお重芁である。さらに、副生物、たず
えば、゚チレンオキシドの補造における異性䜓の
アセトアルデヒドおよびホルムアルデヒドの生成
は䜎枩においおかなり少なく、かくしおすべおの
芁件を満たす玔粋な出発化孊物質を埗るためのア
ルキレンオキシドの凊理䞭のこれらの䞍玔物の分
離が容易ずなる。 高い䜿甚枩床においおは、すでに述べた䞍利益
に加えお、望たしくない埌反応が觊媒床の出口に
おいおしばしば起こる。觊媒床を去る反応生成物
は觊媒の効率を䜎䞋させるこずがあり、さらに工
業的に操業されるプラントの生産を望たしくない
ほどに枛少させるこずがある。たた、高い䜿甚枩
床は制埡䞍可胜なホツト・ポむントhot point
の発生を高め、このホツト・ポむントは工業的欠
陥を生じさせるこずに加えお、補造工皋の安党性
に悪圱響を及がすこずがある。 觊媒の䜿甚枩床は、促進剀の添加および補造方
法により圱響を受けるこずがある。アルカリ金属
およびアルカリ土類金属の酞化物、氎酞化物およ
び過酞化物の添加は、ずくに有益な促進剀である
こをが蚌明された米囜特蚱明现曞第2404438
号。䞀連の特蚱出願、たずえば、ドむツ出願公
開明现曞第2300512号には、なかでも重アルカリ
金属を促進剀ずしお加えるこずが蚘茉されおい
る。他の特蚱出願、たずえば、ドむツ出願公告明
现曞第1920976号に、アルカリ土類金属のうちで
バリりムが促進剀ずしお特に匷調されおいる。 ドむツ出願公開明现曞第2733688号は、担䜓材
料を銀化合物で含浞し、この含浞した粒子を少な
くずも郚分的に元玠状の銀に倉えるこずにより掻
性化し、最埌に、アルカリ金属のカリりム、ルビ
ゞりムおよびセシりムの少なくずも皮をこのよ
うにしお補造された觊媒䞊ぞ沈殿させるこずから
なる、銀含有担持觊媒の補造方法を開瀺しおい
る。銀含有含浞溶液は奜たしくはバリりム塩を含
有する。 埓来報告されおいる觊媒はいずれも、230〜260
℃の比范的高い䜿甚枩床を有する。 本発明によれば、(a)比衚面積が最倧m2で
ある担䜓を、銀むオンおよび、適圓ならば、促進
剀金属むオンを含有する乳酞で含浞し、(b)事実䞊
酞玠を含たない雰囲気䞭で、(a)に埓぀お埗られた
含浞された支持䜓を也燥し、そしおむオンの圢態
および遊離の圢態で存圚する乳酞を予備的に分解
し、前蚘也燥は玄50〜玄120℃の枩床においお実
斜し、そしお前蚘予備的分解は順次に玄140〜玄
220℃および玄400〜玄500℃の぀の枩床範囲に
おいお実斜し、70〜150℃時の加熱速床を前蚘
぀の枩床範囲の間の転移のために確立し、そし
お(c)䞊蚘(b)に埓぀お埗られた觊媒䞭間生成物を酞
玠含有雰囲気䞭の加熱により掻性化し、枩床を玄
〜玄℃時の加熱速床で少なくずも130℃か
ら最倧300℃たで䞊昇させ、そしお酞玠含量を、
掻性化工皋からの排ガスのCO2含量が容量を
超えないような方法で、玄0.4容量から玄21容
量たで増加させる方法によ぀お補造された、銀
および適圓ならば促進剀を含有する担持觊媒が提
䟛される。 本発明による觊媒は、促進剀を含有するかある
いは含有しない觊媒であるこずができる。本発明
による觊媒が促進剀を含有する堎合、挙げるこず
ができる促進剀はアルカリ土類金属化合物、たず
えば、カルシりム、ストロンチりムたたはバリり
ム、およびたたはアルカリ金属化合物、たずえ
ば、リチりム、ナトリりム、カリりム、ルビゞり
ムたたはセシりムの化合物である。奜たしい促進
剀はバリりムの化合物およびたたはセシりムの
化合物である。本発明による觊媒はバリりムの化
合物、セシりムの化合物たたは䞡者の金属の化合
物を含有できる。本発明によるずくに奜たしい觊
媒は、バリりムの化合物及びセシりムの化合物を
含有する觊媒である。 次の量は掻性金属の量ずしお述べるこずがで
き、そしおすべおの金属たたは金属むオンずしお
蚈算し、そしおすべお凊理した觊媒の合蚈重量に
関するものである銀に぀いお、玄〜玄30重量
、奜たしくは10〜20重量、ずくに奜たしくは
12〜18重量アルカリ土類金属化合物が促進剀
ずしお存圚する堎合、これらに぀いお、玄0.05〜
箄0.5重量、奜たしくは0.07〜0.3重量、ずく
に奜たしくは0.08〜0.15重量アルカリ金属が
促進剀ずしお存圚するずき、これらに぀いお、玄
0.001〜玄0.03重量、奜たしくは0.003〜0.02重
量、ずくに奜たしくは0.004〜0.01重量ア
ルカリ土類金属およびアルカリ金属が促進剀ずし
お䞀緒に存圚するずき、それらは、各堎合におい
おそれらの化合物に぀いお蚘茉した量で互いに独
立に存圚するこずができる。 本発明による觊媒に぀いお挙げるこずができる
担䜓材料は、觊媒の補造条件䞋および觊媒の䜿甚
条件䞋で䞍掻性である、倚孔質の熱安定性觊媒の
担䜓材料である。担䜓材料は比衚面積が最高
m2であり、たずえば、0.001〜m2、奜
たしくは0.002〜0.1m2、ずくに奜たしくは
0.005〜0.05m2である倚巚倧孔質構造を有す
る。担䜓材料の倚孔床は、たずえば、40〜70、
奜たしくは45〜60である。孔盎埄に぀いお、た
ずえば、100〜1500Όの範囲を述べるこずがで
きる。前述の物理的性質を有する考えられる担䜓
材料は、倩然たたは合成の材料、たずえば、α−
酞化アルミニりム、炭化ケむ玠、合成および倩然
のれオラむト、酞化マグネシりム、酞化ゞルコニ
りムたたはセラミツク材料、奜たしくはα−酞化
アルミニりムである。 さらに、本発明は、(a)比衚面積が最倧m2
である担䜓を、銀むオンおよび、適圓ならば、促
進剀金属むオンを含有する乳酞でそれ自䜓既知の
方法により含浞し、(b)事実䞊酞玠を含たない雰囲
気䞭で、(a)に埓぀お埗られた含浞された支持䜓を
事実䞊酞玠を含有しない雰囲気䞭で玄50〜玄120
℃においお也燥し、そしおむオンの圢態および遊
離の圢態で存圚する乳酞を、順次に玄140〜玄220
℃および玄400〜玄500℃の぀の枩床範囲におい
お、予備的に分解し、70〜150℃時の加熱速床
を前蚘぀の枩床範囲の間の転移のために確立
し、そしお(c)䞊蚘(b)に埓぀お埗られた觊媒䞭間生
成物を酞玠含有雰囲気䞭の加熱により掻性化し、
枩床は玄〜玄℃時の加熱速床で少なくずも
130℃から最倧300℃たで増加し、そしお酞玠含量
を、掻性化工皋からの排ガスのCO2含量が容量
を超えないような方法で、玄0.4容量から玄
21容量に増加するこずを特城ずする、銀および
適圓ならば促進剀金属を含有する溶液で担䜓を含
浞し、次いで担䜓を也燥し、焌成するこずによ぀
お銀および適圓ならば促進剀を含有する担持觊媒
を補造する方法に関する。 本発明による觊媒の補造方法のための担䜓ずし
お、たずえば、前述の物理的性質をも぀、前述の
担䜓の぀を述べるこずができる。前述の性質を
も぀α−酞化アルミニりムは担䜓ずしお䜿甚する
のに奜たしい。 乳酞ずしお、各堎合同量で皮の光孊的察掌䜓
を含有するラセミ䜓、あるいは光孊的察掌䜓の䞀
方を過剰量で含有する乳酞で䜿甚できる。ラセミ
䜓を含有するほかに、光孊的察掌䜓䞀方を過剰量
で含有する乳酞を䜿甚するこずが奜たしい。少な
くずも50重量の光孊的察掌䜓、奜たしくは少な
くずも50重量の型、ずくに奜たしくは
少なくずも80重量の型を含有し、各堎
合残郚が皮の光孊的掻性のラセミ䜓から成る乳
酞を、この奜たしい型の乳酞の䞀䟋ずしお述べる
こずができる。 本発明に埓぀お觊媒の担䜓を含浞するために䜿
甚する乳酞は、銀むオンの圢態で銀を含有する。
酞化銀、炭酞銀たたは別に調補した乳酞銀の乳酞
䞭ぞの導入を、このような銀含有乳酞の調補の䞀
䟋ずしお述べるこずができる。たた、熱圱響䞋に
分解できる他の銀化合物は、ここでもちろん䜿甚
できる。酞化銀、ずくに奜たしくは新らしく沈殿
させた酞化銀を乳酞䞭に導入するこずは奜たし
い。含浞のために䜿甚する乳酞は、含浞液䜓の合
蚈量に関しお、たずえば、30〜45重量、奜たし
くは35〜40重量の銀むオンを含有する。適圓な
らば、銀むオンは含浞液䜓ぞ蒞留氎を加えお所望
量ずするこずにより、含浞前に、望る含量にする
こずができる。銀含有乳酞は、たずえば、40〜70
℃の枩床においお調補する。銀化合物の添加が終
぀たずき、銀むオン100圓り30重量匷床の過
酞化氎玠の溶液の玄mlを乳酞に加えるこずも適
圓である。 アルカリ土類金属むオンおよびたたはアルカ
リ金属むオンを促進剀ずしお加える堎合、皮た
たはそれ以䞊のアルカリ土類金属およびたたは
アルカリ金属の氎酞化物たたは炭酞塩の添加を述
べるこずができる。アルカリ土類金属に぀いお、
次の化合物を䟋ずしお述べるこずができる氎酞
化カルシりム、炭酞カルシりム、氎酞化ストロン
チりム、炭酞ストロンチりム、氎酞化バリりムお
よび炭酞バリりム、奜たしくは氎酞化バリりムた
たは炭酞バリりム。述べるこずができるアルカリ
金属化合物の䟋は、次のずおりである氎酞化リ
チりム、炭酞リチりム、氎酞化ナトリりム、炭酞
ナトリりム、氎酞化カリりム、炭酞カリりム、氎
酞化ルビゞりム、炭酞ルビゞりム、氎酞化セシり
ムおよび炭酞セシりム、奜たしくは氎酞化セシり
ムたたは炭酞セシりム。100濃床の乳酞100圓
り玄0.5〜、奜たしくは〜の量を、ア
ルカリ土類金属化合物の堎合の量の䞀䟋ずしお述
べるこずができる。アルカリ金属化合物に぀い
お、100匷床の乳酞100圓り30〜300mg、奜た
しくは70〜150mgを述べるこずができる。 銀および適圓ならば促進剀金属を含有する乳酞
の䜿甚量、およびその䞭に含有される掻性な金属
の量は、もちろん、最終觊媒䞊の掻性金属の所望
量に䟝存し、この量は個々の金属に぀いお前述の
範囲内にあり、たた䜿甚する觊媒の担䜓の倚孔床
に埓う。しかしながら、これらの関係は簡単な予
備実隓により決定できる。含浞に䜿甚する乳酞溶
液の䜓積は、觊媒の担䜓が完党に含浞されるが、
含浞埌含浞された觊媒からしたたり萜ちる含浞液
䜓がほんのわずかであるように遞択する。合蚈の
乳酞溶液の䜿甚量に基づいお玄〜30容量、奜
たしくは10〜20容量を、含浞された担䜓からし
たたり萜ちる乳酞溶液の量の䞀䟋ずしお述べるこ
ずができる。 本発明の方法の奜たしい倉法においお、銀およ
び適圓ならば促進剀金属を含有する乳酞に、可溶
性の容易に分解しうる非還元性有機化合物、たず
えば、糖アルコヌル゜ルビトヌルたたはマンニ
トヌル、ポリヒドロキシ酞、スクロヌス、でん
粉たたはトリメリト酞、奜たしくはスクロヌスを
加えるこずができる。述べたこれらの有機化合物
は、100濃床の乳酞100圓り、たずえば、玄30
〜玄45の量で加える。 各浞液䜓の個々の成分の添加順序は、たずえ
ば、次のずおりであるこずができる乳酞を初め
容噚に導入し、適圓ならばアルカリ土類金属を導
入し、適圓ならばアルカリ金属化合物を導入し、
銀化合物を導入し、適圓ならば過酞化氎玠を加
え、そしお適圓ならば前述の有機化合物を加え
る。しかしながら、前述の、成分を初め導入した
乳酞ぞ他の順序で導入できる。 前述の觊媒の担䜓を、前述の方法で埗られた含
浞液䜓で、溶液䞭に回たたは数回浞挬するこず
により含浞する。前述の含浞液䜓の過剰量を自由
にしたたり萜させ、次いで含浞された担䜓を埪環
空気炉に導入する。 事実䞊酞玠を含有しない雰囲気をこの埪環空気
炉内に維持する。最高100䜓積ppm、たずえば
〜100、奜たしくは〜20䜓積ppmの酞玠を含有
する雰囲気を、事実䞊酞玠を含有しない雰囲気ず
しお述べるこずができる。酞玠が存圚しないか、
あるいは酞玠含量が前述の範囲内である窒玠、二
酞化炭玠たたは垌ガス、奜たしくは窒玠を、たず
えば、事実䞊酞玠を含有しない雰囲気のための䞍
掻性ガスずしお䜿甚できる。 含浞された担䜓を也燥するため、玄50〜玄120
℃、奜たしくは90〜120℃、ずくに奜たしくは100
〜110℃の枩床を、空気埪環炉内に確立する。也
燥時間は、含浞された担䜓の量、含浞液䜓䞭の氎
の量、埪環空気流の量および前蚘範囲内の枩床レ
ベルに䟝存する。この時間は玄〜玄時間の範
囲であるこずができる。 その埌、含浞し、也燥した觊媒の担䜓を、同様
に酞玠を事実䞊含有しない雰囲気䞭で、有機成分
の予備分解に付す。このために、枩床をたず玄
140〜玄220℃、奜たしくは140〜160℃、ずくに奜
たしくは145〜155℃の範囲に䞊昇させ、この範囲
に玄0.5〜玄時間維持する。次いお第の予備
分解枩床を70〜150℃時、奜たしくは90〜110
℃時の加熱速床で確立する。この第枩床は、
たずえば、玄400〜玄500℃、奜たしくは430〜470
℃の範囲であり、そしお第予備分解枩床におけ
るように、玄0.5〜玄時間維持する。前述の
぀の別の枩床範囲の䜜甚の方匏は、研究されおい
るがただ結論に達しおいない。しかしながら、有
機材料のおだやかな分解は前蚘の予備分解枩床範
囲においお開始され、銀結晶が䞀緒に成長しお比
范的倧きい単䜍を圢成するこずが避けられるず掚
偎できる。前述の予備分解枩床範囲の第におい
お、有機材料のそれ以䞊の分解および揮発性熱分
解生成物の陀去を考えるこずができる。促進剀金
属が觊媒䞭に存圚するずき、前述の枩床範囲の第
においお、促進剀金属化合物ず銀ずの間で固盞
反応が起こるこずが考えられる。 本発明によるこの予備分解埌、これにより埗ら
れた觊媒䞭間生成物は、この䞭間生成物の合蚈重
量に関しお、0.5〜重量、奜たしくは〜
重量、ずくに奜たしくは〜重量をただ含
有する。 前述の予備分解埌、觊媒䞭間生成物を酞玠含有
雰囲気䞭で加熱するこずにより掻性化する。この
加熱埌、觊媒䞭間生成物をたず事実䞊酞玠䞍含雰
囲気䞭で最高130℃の枩床にし、次いで酞玠の存
圚䞋に少なくずも130℃から最高300℃たで連続的
に䞊昇する枩床で凊理し、ここで玄〜玄℃
時の加熱速床を維持する。前述の枩床䞊昇は奜た
しくは少なくずも140℃から最高260℃たで、ずく
に奜たしくは少なくずも150℃から最高240℃たで
実斜する。 前述の加熱枩床䞊昇プログラムの開始におい
お、事実䞊酞玠䞍含雰囲気を初め玄0.4重量の
酞玠を含有する雰囲気で眮換し、残郚を前述の䞍
掻性ガスから成るガスで100容量ずするこずが
できる。次いで掻性化雰囲気䞭のこの酞玠含量を
前述のほが0.4容量から玄21容量たで、この
掻性化工皋の排ガスのCO2含量が容量を起え
ないような方法で、ゆ぀くり増加させる。本発明
によるこの掻性化時間は、遞択した加熱速床およ
び枩床範囲から掚定するこずができ、たずえば、
12〜30時間である。 本発明による予備分解および掻性化は各堎合垞
圧、枛圧たたは加圧䞋に、互いに独立に実斜でき
る。0.1〜50バヌル、奜たしくは〜20バヌル、
ずくに奜たしくは〜15バヌルの範囲を䞀䟋ずし
お述べるこずができる。 本発明による方法においお、予備分解および掻
性化を、最終觊媒を生成するために、䞀方の工皋
を実斜した盎埌に実斜するこずは必芁ではない。
事実䞊酞玠を含有しない雰囲気䞭で第予備分解
枩床範囲を通過させた埌、こうしお、たずえば、
このようにしお埗られた觊媒䞭間生成物を事実䞊
酞玠を含有しない雰囲気䞭で玄70〜80℃に冷华
し、次いで觊媒生成物ずお、空気埪環炉から取り
出すこずができる。前述のように、この觊媒䞭間
生成物を、この䞭間生成物の合蚈重量に関しお、
箄0.5〜玄重量、奜たしくは〜重量、
ずくに奜たしくは〜重量の炭玠を含有す
る。この䞭間生成物は必芁に応じお貯蔵するこず
ができ、このずきそれから補造できる掻性銀觊媒
の觊媒掻性は損倱しない。䞭間生成物を掻性化し
た埌、最終觊媒を補造するために䜿甚できる。こ
の掻性化は、たずえば、前述の空気埪環炉内で、
前述の条件䞋に実斜できる。 しかしながら、掻性化埌凊理した觊媒を前も぀
お決定した觊媒反応に䜿甚する反応噚、たずえ
ば、アルキレンオキシドを補造する反応噚内で觊
媒䞭間生成物を掻性化するこずもできる。ただ
し、このような反応噚は枩床のプログラムおよび
酞玠の蚈量に関する前述の掻性化条件を維持でき
なくおはならない。觊媒䞭間生成物の掻性化に぀
いお、この最埌に述べた方法が奜たしい。 たずえば、觊媒䞭間生成物を、適圓ならば長期
間䞭間的に貯蔵した埌、゚チレンオキシドの補造
甚固定床反応噚の既知の管系䞭に充填するこずが
できる。次いで䞭間生成物を、実質的に酞玠を含
有しない䞍掻性ガス流のもずに、少なくずも130
℃に加枩する。加熱は䞍掻性ガス流により実斜で
きるが、管のたわりを埪環する熱亀換媒䜓により
促進するこずもできる。次いで、すでに述べたよ
うに枩床を前述の加熱速床で䞊昇させ、そしお酞
玠濃床を玄0.4容量にする。反応噚からの排ガ
スのCO2含量を連続的に監芖するが、本発明に埓
えば、その量は、容量を超えおはならない。
次いで、反応噚の入口ガスの酞玠含量を前述の方
法で玄21に増加し、䞊蚘のCO2含量を維持す
る。掻性化工皋の䞊限の枩床倀に到達した埌、反
応噚の排ガスのCO2含量が0.3容量より小、た
ずえば、玄0.1容量に䜎䞋したずき、觊媒の掻
性化を停止する。次いで反応噚内の枩床をアルキ
レンオキシドの補造に芁求される枩床、たずえ
ば、゚チレンオキシドの補造に芁求される枩床に
䜎䞋させ、そしおアルキレンオキシド、たずえ
ば、゚チレンオキシドの補造を、アルキレンオキ
シドの補造甚ガス混合物を觊媒床に通すこずによ
り開始する。 かくしお、たた、本発明は、含浞、也燥、予備
分解および匕き続く事実䞊酞玠を含有しない雰囲
気䞭での玄70〜80℃の枩床ぞの冷华から成る本発
明に埓う前述の工皋を特城ずする、銀および適圓
ならば促進剀を含有する担持觊媒の䞭間生成物に
関する。 同様に、本発明は、含浞、也燥、予備分解およ
び事実䞊酞玠を含有しない雰囲気䞭での玄70〜80
℃ぞの冷华から成る本発明に埓う前述の工皋を特
城ずする、このような觊媒䞭間䜓の補造方法に関
する。 普通の方法で埗られる觊媒ず比范するず、本発
明による觊媒はそれらの比衚面積、銀衚面の圢態
および銀結晶の倧きさにおいお有意の差を瀺す。
すなわち、BET法J.Am.Chem.Soc.60、309−
3161938により枬定した比衚面積は玄0.4〜
0.5m2であり、これに比べお普通の方法で補
造される觊媒の比衚面積は0.1m2より小であ
る。顕埮鏡的怜査は、本発明による觊媒の堎合に
おいお平均盎埄0.3〜0.4Όの球圢銀結晶である
均䞀な連続的構造を瀺し、これに察し普通の方法
により埗られる結晶の堎合においお銀衚面の圢態
孊は平均盎埄が0.7〜2Όの銀結晶であるガラス
質の被膜を瀺す。 本発明による觊媒は、たずえば、空気たたは他
の分子状酞玠含有ガスでオレフむンを蒞気たたは
他の分子状酞玠含有ガスでオレフむンを蒞気盞酞
化するアルキレンオキシドの補造に䜿甚できる。
挙げるこずのできるアルキレンオキシドの䟋は、
゚チレンオキシド、プロピレンオキシド、
−ブチレンオキシドたたは−ブチレンオキ
シド、奜たしくぱチレンオキシドである。この
反応に䜿甚できるオレフむンの挙げるこずができ
る䟋は、゚チレン、プロピレン、−ブチレ
ンたたは−ブチレン、奜たしくぱチレン
である。かくしおたた、本発明はアルキレンオキ
シドの前述の補造に本発明による觊媒を䜿甚する
こずに関する。 この本発明による䜿甚は、アルキレンオキシド
の収率に関しお驚くべきほどに高い掻性および高
い遞択性のため、ずくに有益である。かくしお、
本発明による觊媒を甚いる゚チレンオキシドの補
造に぀いおの䜿甚枩床は160〜230℃、奜たしくは
180〜220℃に調敎でき、これに察しお埓来に埓う
この方法における䜿甚枩床は230〜260℃である。
たずえば、゚チレンオキシドの補造に぀いおの遞
択性は玄80〜81である。 䜿甚枩床が䜎い結果、望たしくない副生物の生
成は、本発明による觊媒を甚いるずきに抑制され
る。觊媒床䞭のホツト・ポむントの圢成は同様に
抑制され、アルキレンオキシドの補造法の安党性
が促進される。 本発明による觊媒の、本発明による予備分解お
よび掻性化は、きわめおおだやかな条件䞋で進行
し、これにより本発明による觊媒に぀いお前述し
た特定の性質が埗られる。これず察照的に、銀含
有担持觊媒の埓来の制埡されない分解および掻性
化法においおは、炭玠が燃焌しお二酞化炭玠ずな
り、この燃焌は高床に発燃性の反応ずしお進行
し、そしお制埡されない方法で存圚する銀により
觊媒されるので、非垞に高い枩床が点圚しお発生
し、この高枩の発生は、枩床ず酞玠含量が制埡さ
れないため、回避できない。しかしながら、觊媒
の補造におけるこのような䞍芏則性は、觊媒の掻
性に重芁な圹割をなす銀結晶の構造に非垞に悪い
圱響を及がす。 本発明の觊媒䞭間生成物を利甚し、この䞭間生
成物をアルキレンオキシド反応噚内で掻性化す
る、本発明の奜たしい倉法は、次のような他の有
矩ある利益を提䟛するたずえば、貯蔵䞭、茞送
䞭たたは反応噚ぞの充填䞭、よく知られおいる掻
性化觊媒の非垞に重芁な取り扱いが省略される。
同時に、掻性化觊媒を取り扱うずきのすべおの起
こりうる䞍可逆的な悪圱響が排陀されるので、奜
たしい倉法においおは、本発明による觊媒は、た
぀たく損傷されない完党に掻性な状態で意図する
甚途にすぐに䜿甚される。 実斜䟋  170の重量濃床のNaOH氎溶液を、190
の16.7重量のAgNO3氎溶液に加える。沈殿
した銀酞化物を掗浄しお硝酞塩を陀去し、分離噚
で氎から分離する。321mgのBaOH2・8H2Oの
圢の氎酞化バリりムを、撹拌しながら、22の初
めに導入した100濃床の乳酞䞭に導入する。こ
の乳酞は80皋床に光孊的に掻性な立䜓
配眮から成る。次いで20mgの炭酞セシりムを、同
様に撹拌しながら、導入する。酞化銀の沈殿を、
このように調補した乳酞䞭に導入する。この溶液
の枩床を40℃〜70℃の間に維持する。最埌に、玄
mlのH2O230濃床を、撹拌しながら加え
る。透明な黄色の溶液を、氎の添加により、38重
量の銀含量に調敎する。105のα−Al2O3を、
生じた乳酞銀溶液で含浞する。過剰の乳酞銀溶液
をしたたり萜した埌、含浞した担䜓を空気埪環炉
内で窒玠雰囲気のもずに玄80℃で時間也燥す
る。残留する酞玠含量は100ppmより小にずどた
る。 担䜓を也燥した埌、枩床を220℃の時間にわ
た぀お高くし、次いでこの枩床に時間維持す
る。その埌、担䜓を、ただ窒玠雰囲気のもずに、
100℃時の加熱速床で450℃に加熱し、この枩床
を同様に時間維持し、次いで70〜80℃に䜎䞋さ
せる。この䞭間生成物は、ただ玄重量の炭玠
を含有し、実隓甚反応噚に充填する。この反応噚
に窒玠空間時間速床200〜1000時を
䟛絊し、枩床を加熱媒䜓で150℃に䞊昇させる。
窒玠䞭に残留する酞玠は100ppmより小にずどた
る。 ここで酞玠を、酞玠の入口濃床が0.4〜容量
であるような方法で、䞍掻性ガス䞭に蚈量しお
入れるこずにより、加える。CO2生成を分析によ
り远跡する。CO2含量は容量を超えおはらな
い。枩床を、CO2含量に埓い、玄℃時で高く
する。蚈量しお入れる酞玠の量を同様に玄容量
時で増加する。240℃の最終枩床および21容
量の酞玠含量に到達した埌、䞭間生成物の掻性
化は、CO2含量が0.1容量より小に䜎䞋した埌
〜時で終了する。反応噚内の枩床を160℃の
䞋げ、゚チレンオキシドの生成に必芁なガス混合
物を觊媒䞊に通す。玄48時間のコンデむシペニン
グ埌、このようにしお補造した觊媒はその最終的
掻性および遞択性を獲埗する。このようにしお補
造した觊媒を“”ず呌ぶ。実隓結果を衚に蚘
茉する。 実斜䟋  觊媒を実斜䟋のようにしお補造する。バリり
ムおよびセシりムに加えお、のスクロヌスを
乳酞にさらに加える。この觊媒を“”ず呌ぶ。 実斜䟋 比范䟋 含浞した觊媒担䜓を実斜䟋のようにしお調補
する。この含浞担䜓の分解を埪環空気炉内で空気
の存圚䞋に実斜する。この担䜓を100℃時の加
熱速床で400℃に加熱し、この枩床に時間維持
し、次いで冷华する。この觊媒を“”ず呌ぶ。 実斜䟋 䜿甚䟋 実隓宀甚実隓反応噚は油加熱ガラス管から成
り、二重壁のゞダケツトを有し、内埄が50mm、長
さが1000mmであり、その100mmは䞍掻性担䜓が充
填されおおり、それは予備加熱ゟヌンずしお䜜甚
する。実隓宀での実隓は、倧気圧䞋に実斜した。
反応噚からの生成物ガスを、プロセスガスクロマ
トグラムにより、連続的に分析的に監芖した。空
間時間速床は、250容量郚のガス容量郚の
觊媒および時間であ぀た。觊媒䞊の気盞酞化のた
めに甚いたガス混合物は、30容量のC2H4、
容量のO2、50容量のCH4および12容量の
N2䞍掻性物質から成る。〜2ppmの−
ゞクロロ゚タンを、䜿甚した気䜓混合物に、抑制
剀ずしお加えた。 【衚】

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  (a) 比衚面積が最倧m2である担䜓を、
    銀むオンを含有する乳酞でそれ自䜓既知の方法
    で含浞し、 (b) (a)で埗られた含浞された支持䜓を事実䞊酞玠
    を含有しない雰囲気䞭で玄50〜玄120℃におい
    お也燥し、そしおむオンの圢態たたは遊離の圢
    態で存圚する乳酞を順次的に玄140〜玄220℃お
    よび玄400〜玄500℃の぀の枩床範囲においお
    事実䞊酞玠を含たない雰囲気䞭で予備的に分解
    し、70〜150℃時の昇枩速床を前蚘぀の枩
    床範囲間の移行の間保ち、そしお担䜓を次いで
    事実䞊酞玠を含有しない雰囲気䞭で玄70〜80℃
    たたはそれ以䞋に冷华する、 こずを特城ずする、銀を含有する溶液で担䜓を含
    浞し、次いでこの担䜓を熱凊理するこずによる銀
    を含有する、アルケンの盎接酞化甚担持觊媒の䞭
    間生成物の補造方法。  (a) 比衚面積が最倧m2である担䜓を、
    銀むオンおよび促進剀金属むオンを含有する乳
    酞でそれ自䜓既知の方法で含浞し、 (b) (a)で埗られた含浞された支持䜓を事実䞊酞玠
    を含有しない雰囲気䞭で玄50〜玄120℃におい
    お也燥し、そしおむオンの圢態たたは遊離の圢
    態で存圚する乳酞を順次的に玄140〜玄220℃お
    よび玄400〜玄500℃の぀の枩床範囲においお
    事実䞊酞玠を含たない雰囲気䞭で予備的に分解
    し、70〜150℃時の昇枩速床を前蚘぀の枩
    床範囲間の移行の間保ち、そしお担䜓を次いで
    事実䞊酞玠を含有しない雰囲気䞭で玄70〜80℃
    たたはそれ以䞋に冷华する、 こずを特城ずする、銀および促進剀金属を含有す
    る溶液で担䜓を含浞し、次いでこの担䜓を熱凊理
    するこずによる銀および促進剀を含有する、アル
    ケンの盎接酞化甚担持觊媒の䞭間生成物の補造方
    法。  (a) 比衚面積が最倧m2である担䜓を、
    銀むオンを含有する乳酞でそれ自䜓既知の方法
    で含浞し、 (b) (a)で埗られた含浞された支持䜓を事実䞊酞玠
    を含有しない雰囲気䞭で玄50〜玄120℃の枩床
    においお也燥し、そしおむオンの圢態たたは遊
    離の圢態で存圚する乳酞を順次に玄140〜玄220
    ℃および玄400〜玄500℃の぀の枩床範囲にお
    いお事実䞊酞玠を含有しない雰囲気䞭で予備的
    に分解し、70〜150℃時の昇枩速床を前蚘
    ぀の枩床範囲間の移行の間保ち、そしお (c) 䞊蚘(b)で埗られた觊媒の䞭間生成物を酞玠含
    有雰囲気䞭の加熱により掻性化し、枩床は玄
    〜℃時の昇枩速床で少なくずも130℃から
    最倧300℃たで䞊昇させられ、そしお酞玠含量
    を、掻性化工皋からの排ガスのCO2含量が容
    量を超えないような方法で、玄0.4容量か
    ら玄21容量たで増加させる、 こずを特城ずする銀を含有する溶液で担䜓を含浞
    し、次いで担䜓を也燥し、焌成するこずによ぀お
    銀を含有する、アルケンの盎接酞化甚担持觊媒を
    補造する方法。  光孊的に掻性な乳酞を含有する乳酞を䜿甚す
    るこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項蚘茉の
    方法。  䜿甚する乳酞の少なくずも50が型
    から成り、䞀方残りがセラミ䜓であるこずを特城
    ずする特蚱請求の範囲第項たたは第項蚘茉の
    方法。  觊媒䞭間生成物の掻性化をアルキレンオキシ
    ドの補造甚反応噚内で、加圧䞋に、奜たしくは10
    〜15バヌルの圧力䞋に実斜するこずを特城ずする
    特蚱請求の範囲第〜項のいずれかに蚘茉の方
    法。  觊媒䞭間生成物の掻性䞋を、䞭間生成物の䞭
    間的貯蔵埌、アルキレンオキシドの補造甚反応噚
    内で、加圧䞋に、奜たしくは10〜15バヌルの圧力
    䞋に実斜するこずを特城ずする特蚱請求の範囲第
    〜項のいずれかに蚘茉の方法。  担䜓を乳酞䞭で含浞する前に、可溶性の容易
    に分解可胜な還元性の有機化合物を銀むオンを含
    有する乳酞に加えるこずを特城ずする特蚱請求の
    範囲第〜項のいずれかに蚘茉の方法。  (a) 比衚面積が最倧m2である担䜓を、
    銀むオンおよび促進剀金属むオンを含有する乳
    酞でそれ自䜓既知の方法で含浞し、 (b) (a)で埗られた含浞された支持䜓を事実䞊酞玠
    を含有しない雰囲気䞭で玄50〜玄120℃の枩床
    においお也燥し、そしおむオンの圢態たたは遊
    離の圢態で存圚する乳酞を順次に玄140〜玄220
    ℃および玄400〜玄500℃の぀の枩床範囲にお
    いお事実䞊酞玠を含たない雰囲気䞭で予備的に
    分解し、70〜150℃時の昇枩速床を前蚘぀
    の枩床範囲間の移行の間保ち、そしお (c) 䞊蚘(b)で埗られた觊媒の䞭間生成物を酞玠含
    有雰囲気䞭の加熱により掻性化し、枩床は玄
    〜℃時の昇枩速床で少なくずも130℃から
    最倧300℃たで䞊昇させられ、そしお酞玠含量
    を、掻性化工皋からの排ガスのCO2含量が容
    量を超えないような方法で、玄0.4容量か
    ら玄21容量たで増加させる、 こずを特城ずする銀および促進剀金属を含有する
    溶液で担䜓を含浞し、次いでこの担䜓を也燥し、
    焌成するこずによ぀お銀および促進剀を含有す
    る、アルケンの盎接酞化甚担持觊媒を補造する方
    法。  光孊的に掻性な乳酞を含有する乳酞を䜿甚
    するこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項蚘茉
    の方法。  䜿甚する乳酞の少なくずも50が
    型から成り、䞀方残りがラセミ䜓であるこずを特
    城ずする特蚱請求の範囲第項たたは項蚘茉
    の方法。  觊媒䞭間生成物の掻性化をアルキレンオキ
    シドの補造甚反応噚内で、加圧䞋に、奜たしくは
    10〜15バヌルの圧力䞋に実斜するこずを特城ずす
    る特蚱請求の範囲第〜項のいずれかに蚘茉
    の方法。  觊媒䞭間生成物の掻性化を、䞭間性生物の
    䞭間的貯蔵埌、アルキレンオキシドの補造甚反応
    噚内で、加圧䞋に、奜たしくは10〜15バヌルの圧
    力䞋に実斜するこずを特城ずする特蚱請求の範囲
    第〜項のいずれかに蚘茉の方法。  担䜓を乳酞䞭で含浞する前に、可溶性の容
    易に分解可胜な非還元性の有機化合物を銀むオン
    および促進剀金属むオンを含有する乳酞に加える
    こずを特城ずする特蚱請求の範囲第〜項の
    いずれかに蚘茉の方法。
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