SU509206A3 - Catalyst for the oxidation of ethylene and ethylene oxide - Google Patents

Catalyst for the oxidation of ethylene and ethylene oxide

Info

Publication number
SU509206A3
SU509206A3 SU1958292A SU1958292A SU509206A3 SU 509206 A3 SU509206 A3 SU 509206A3 SU 1958292 A SU1958292 A SU 1958292A SU 1958292 A SU1958292 A SU 1958292A SU 509206 A3 SU509206 A3 SU 509206A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
catalyst
silver
ethylene
catalysts
potassium
Prior art date
Application number
SU1958292A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Питер Нельсен Роберт
Харт Ла Рошель Джон
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхап-Пий Б.В. (Фирма)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхап-Пий Б.В. (Фирма) filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхап-Пий Б.В. (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU509206A3 publication Critical patent/SU509206A3/en

Links

Classifications

    • 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
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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

зий можно использовать в количествах 26 - 252, предпочтительно 28 - 238, лучше 30 - 226 вес. ч. па млн. Такие количества кали , рубиди  и/или цези  не об зательно должны быть общими количествами , этих металлов в катализаторе. Количество щелочных металлов находитс  на поверхности катализатора и его специально добавл ют в катализаторы вместе с введением серебра. В зависимости от метода приготовлени  носител , в порах носител  содержитс  значительное количество, часто до 10000 вес. ч. на млн. щелочных металлов (в больщинстве случаев кали ). Предполагаетс , что от общего количества щелочного металла, который присутствует в порах носител , активность и селективность катализаторов не зависит, в отличие от вли ни  щелочного металла, наход щегос  на поверхности вместе с серебром. Предлагаемые катализаторы содержат предпочтительно 3- 15 вес. % серебра в виде металлического серебра, в пересчете на общий катализатор, предпочтительно 4- 13 вес. %. Использование еще больщих количеств серебра не исключаетс , но с экономической точки зрени  обычно не примен етс . Серебро осаждают на внутренней и внещней поверхност х носител  и его следует равномерно диспергировать по всей поверхности обеих поверхностей. Физическа  форма серебра, осаждаемого на носителе, может быть различной, но это обсто тельство не  вл етс  решающим. Хорошие результаты достигаютс  в случае регулируемого содержани  щелочного металла на поверхности катализатора, предлагаемого насто щим изобретением при условии, что серебро находитс  в форме равномерно распределенных в виде непрерывного сло , хорощо прилипающих, практически полусферических .дискретных частиц, имеющих одинаковые размеры , составл ющие в диаметре менее 1 мк ( 10000 А ). Наилучшие результаты получаютс  в случае использовани  катализатора такого типа при условии, что диаметр частиц серебра находитс  в пределах от 1000 до 10000 А , причем их средний диаметр составл ет от 1500 до 7500 Носитель, который примен ют дл  приготовлени  катализаторов, согласно изобретению , можно выбрать из больщого числа обычных пористых огнеупорных носителей, которые практически инертны по отнощению к исходным компонентам реакции окислени  этилена , продуктам реакции в данных реакционных услови х. Такие обычные материалы могут быть природного происхождени  или синтезированы , они должны предпочтительно иметь макропористую структуру, при которой удельда  площадь поверхности составл ет менее 10, предпочтительно менее 2 . Кажуща с  пористость этих материалов носител  обычно превыщает 20%. Вполне приемлемые носители представл ют собой материалы на основе кремнистых соединений или квасцов, такие как; окислы алюмини , древесный уголь; пемза; окись Mg; двуокись циркони , кизельгур; фуллерова земл ; карбид кремни ; пористые агломераты, содержащие кремний и/ / или карбид кремни , некоторые виды глины, искусственные и природные цеолиты; гелеобразные материалы на основе окислов металлов , содержащие окислы т желых металлов, в частности молибден и вольфрам; керамику и т. д. Огнеупорные носители, которые особенно приемлемы дл  приготовлени  предлагаемых катализаторов, представл ют собой глинеземистые материалы, содержащие а - , предпочтительно с удельной поверхностью по Б. Е. Т. 0,03 - 1,0 , а кажуща с  пористость , измеренна  в соответствии с обычной методикой по поглощению ртути или воды, находитс  в интервале 25 - 40 об. % Преимущества добавлени  определенных щелочных металлов, в соответствии с насто щим изобретением, особенно очевидны в случа х применени  определенного тина носителей на основе а - АЬОз. Эти носители имеют почти одинаковые по размерам поры и могут быть охарактеризованы следующими параметрами: удельна  поверхность находитс  в пределах от 0,1 до 0,8 , предпочтительно от 0,15 до 0,6 кажуща с  пористость находитс  в пределах от 42 до 56%, предпочтительно от 46 до 52%. Независимо от типа используемого носител , предпочтительно предварительно формовать его в частицы, кусочки, комочки, цилиндрические таблетки, кольца, сферические гранулы , и тому подобные издели , которые приемлемы дл  применени  в процессах с неподвижным слоем. Обычные реакторы с неподвижным слоем дл  окислени  этилена в больщинстве случаев выполн ют в форме большого числа параллельных длинных трубок (в подход щем кожухе) диаметром приблизительпо от 2,5 до 5,1 см и длиной от 7 до 14 м, заполненных катализатором. В таких реакторах желательно примен ть носитель в форме круглых гранул, типа, например шариков, колец , диаметр которых составл ет от 2,5 до 20,3 мм. Таким образом, предлагаемый катализатор включает в себ  1,5 - 20 вес. % (от общего веса катализатора) серебра и 0,00035 - 0,0030 г-экв/кг кали , рубиди  и/или цези , равномерно диспергированного совместно с серебром по поверхности пористого носител  с удельной поверхностью в пределах от 0,03 до 2 . Более предпочтительный катализатор содержит 3-15 вес. % серебра и 0,00040 - 0,00270 г-экв/кг катализатора щелочного металла - кали , рубиди  и/или цези . Наиболее предпочтительный катализатор содержит 4 - 13 вес. % серебра в виде прочно слипщихс  полусферических дискретных частиц, имеющих одинаковый диаметр, величиной менее 1 мк, эти частицы соответствующим образом осаждают совместно с 0,00040 - 0,0019 г-экв/кг кали , рубиди  и / или цези , равиомерно распределенного по внутренней и внешней поверхност м а - AljOs, удельна  поверхность которой находитс  в интервале от 0,1 до 0,8 .Sium can be used in quantities of 26 to 252, preferably 28 to 238, preferably 30 to 226 weight. ppm ppm. Such amounts of potassium, rubidium and / or cesium do not necessarily have to be total amounts of these metals in the catalyst. The amount of alkali metals is on the surface of the catalyst and it is specifically added to the catalysts along with the introduction of silver. Depending on the method of preparation of the carrier, a significant amount is contained in the pores of the carrier, often up to 10,000 weight. hours per million alkali metals (in most cases of potassium). It is assumed that the activity and selectivity of the catalysts do not depend on the total amount of alkali metal that is present in the pores of the support, in contrast to the influence of the alkali metal present on the surface along with silver. The proposed catalysts contain preferably 3-15 weight. % silver in the form of metallic silver, in terms of total catalyst, preferably 4-13 weight. % The use of even larger quantities of silver is not excluded, but from an economic point of view it is usually not used. Silver is deposited on the inner and outer surfaces of the carrier and should be uniformly dispersed over the entire surface of both surfaces. The physical form of the silver deposited on the carrier may be different, but this is not the case. Good results are achieved in the case of a controlled alkali metal content on the catalyst surface proposed by the present invention, provided that the silver is in the form of uniformly distributed in the form of a continuous layer, adherent, almost hemispherical discrete particles having the same size, which are less in diameter 1 micron (10,000 A). The best results are obtained when using a catalyst of this type, provided that the diameter of the silver particles is in the range of 1,000 to 10,000 A, and their average diameter is from 1,500 to 7,500. The carrier used for preparing the catalysts according to the invention can be selected from a large number of conventional porous refractory carriers, which are practically inert with respect to the initial components of the ethylene oxidation reaction, the reaction products under these reaction conditions. Such conventional materials may be of natural origin or synthesized, they should preferably have a macroporous structure, in which the sample is the surface area is less than 10, preferably less than 2. The apparent porosity of these materials of the carrier usually exceeds 20%. Fully acceptable carriers are materials based on siliceous compounds or alum, such as; aluminum oxides, charcoal; pumice; Mg oxide; zirconium dioxide, diatomaceous earth; Fuller's land; silicon carbide; porous agglomerates containing silicon and / / or silicon carbide, some types of clay, artificial and natural zeolites; gel materials based on metal oxides containing heavy metal oxides, in particular molybdenum and tungsten; ceramics, etc. Refractory carriers, which are particularly suitable for the preparation of the proposed catalysts, are clay-earth materials containing a -, preferably with a specific surface according to B. E. T. 0.03 - 1.0, and apparent porosity , measured in accordance with the usual method for the absorption of mercury or water, is in the range of 25 - 40 vol. The% advantage of adding certain alkali metals, in accordance with the present invention, is especially evident in the case of using a certain tin of a-AO3-based carriers. These carriers have almost equal pore sizes and can be characterized by the following parameters: the specific surface is in the range from 0.1 to 0.8, preferably from 0.15 to 0.6, and the apparent porosity is in the range from 42 to 56%, preferably from 46 to 52%. Regardless of the type of carrier used, it is preferable to pre-mold it into particles, pieces, lumps, cylindrical tablets, rings, spherical granules, and the like, which are suitable for use in fixed bed processes. Conventional fixed bed reactors for the oxidation of ethylene are, in most cases, made in the form of a large number of parallel long tubes (in a suitable casing) with a diameter of approximately 2.5 to 5.1 cm and a length of 7 to 14 m filled with a catalyst. In such reactors, it is desirable to use a carrier in the form of round granules, such as balls, rings, the diameter of which is from 2.5 to 20.3 mm. Thus, the proposed catalyst includes 1.5 to 20 wt. % (of the total catalyst weight) of silver and 0.00035 - 0.0030 g-eq / kg of potassium, rubidium and / or cesium, uniformly dispersed together with silver on the surface of a porous carrier with a specific surface in the range from 0.03 to 2. A more preferred catalyst contains 3-15 weight. % silver and 0.00040 - 0.00270 g-eq / kg of alkali metal catalyst - potassium, rubidium and / or cesium. The most preferred catalyst contains 4 to 13 weight. % silver in the form of strongly adherent hemispherical discrete particles having the same diameter, less than 1 micron, these particles are accordingly precipitated together with 0.00040 - 0.0019 g-eq / kg of potassium, rubidium and / or cesium, distributed in a uniform and the outer surface of a is AljOs, whose specific surface is in the range of from 0.1 to 0.8.

Катализатор необходимо приготовл ть таким путем, при котором обеспечиваетс  совместное осаждение серебра и желаемого щелочного металла (щелочных металлов) на поверхност х каталитической подложки, поскольку одновременное осаждение с серебром оказывает большое значение на эффективность, достигаемую за счет добавлени  щелочных металлов .The catalyst must be prepared in such a way that co-precipitation of silver and the desired alkali metal (alkali metals) on the surfaces of the catalytic substrate is ensured, since simultaneous deposition with silver has a great importance on the efficiency achieved by the addition of alkali metals.

Промотированные щелочными металлами серебр ные катализаторы про вл ют особенно высокую селективность в процессе пр мого окислени  этилена молекул рным кислородом в окись этилена.Alkali-promoted silver catalysts exhibit particularly high selectivity in the process of direct oxidation of ethylene with molecular oxygen to ethylene oxide.

В соответствии с предпочтительным вариантом серебр ные катализаторы следует примен ть дл  получени  окиси этилена путем контактировани  кислородсодержащего газа, выделенного из воздуха и содержащего не менее 95% кислорода с этиленом в присутствии предлагаемых катализаторов при температуре в пределах 210-285, предпочтительно 225- 270°С.In accordance with a preferred embodiment, silver catalysts should be used to obtain ethylene oxide by contacting an oxygen-containing gas separated from air and containing at least 95% oxygen with ethylene in the presence of the proposed catalysts at a temperature in the range of 210-285, preferably 225-270 ° C .

В результате использовани  предлагаемых серебр ных катализаторов в процессах получени  окиси этилена достигаетс  селективность в отношении окислени  этилена в окись этилена при заданной степени конверсии этилена , превышающий степень конверсии, котора  возможна при использовании обычных катализаторов.As a result of using the proposed silver catalysts in the processes for producing ethylene oxide, selectivity is obtained for the oxidation of ethylene to ethylene oxide at a given degree of ethylene conversion, which exceeds the conversion that is possible with conventional catalysts.

Несмотр  на то, что причина столь высокой селективности, которую про вл ют примен емые катализаторы полностью не сна, экспериментально установлено, что применение обычных серебр ных катализаторов (не содержащих щелочных металлов в количествах, соответствующих насто щему изобретению), вызывают разложение окиси этилена после ее образовани , тогда как применение катализаторов , содержащих от 0,00035 до 0,0030 г-экв/кг осажденного щелочного металла или металлов , не вызывают даже незначительного разложени  окиси этилена.Despite the fact that the reason for such a high selectivity, which the used catalysts exhibit is not completely awake, it has been established experimentally that the use of conventional silver catalysts (not containing alkali metals in amounts corresponding to the present invention) causes the decomposition of ethylene oxide after its formation, while the use of catalysts containing from 0.00035 to 0.0030 g-eq / kg of precipitated alkali metal or metals does not cause even a slight decomposition of ethylene oxide.

Пример 1.Example 1

Катализатор А, согласно изобретению, приготавливают следующим образом.Catalyst A, according to the invention, is prepared as follows.

В качестве носител  дл  катализатора используют АЬОз в форме колец диаметром 8 .мм. Этот носитель содержит 99,3 вес. % сс-АЬОз, 0,4 вес. % кремнезема и 0,3 вес. % окислов других металлов; удельна  поверхность носител  0,24 , а кажуща с  пористость составл ет 48 - 49 об. %. Средний диаметр пор носител  равен 4,4 мм; 80% ее пор имеет диаметр в пределах от 1,5 до 15 нм.As the carrier for the catalyst, HB03 in the form of rings with a diameter of 8 mm is used. This carrier contains 99.3 wt. % ss-AoZ, 0.4 weight. % silica and 0.3 weight. % of oxides of other metals; the specific surface area of the carrier is 0.24, and the apparent porosity is 48-49 vol. % The average pore diameter of the carrier is 4.4 mm; 80% of its pores have a diameter in the range from 1.5 to 15 nm.

Носитель пропитывают водным раствором The carrier is impregnated with an aqueous solution.

соли серебра, содержавшим заданное количество кали . Этот раствор приготавливают следующим образом.silver salts containing a given amount of potassium. This solution is prepared as follows.

Окись серебра смешивают с водным раствором щавелевой кислоты, растворенной в этилендиамине , в результате чего образуетс  приблизительно 2 М раствор Ag2(EN)20264, где (EN - этилендиамин), после чего прибавл ют 10 об. % этаноламина дл  перевода системы в восстановительное состо ние. Нолученный раствор содержит около 22 вес. % серебра . В этот раствор прибавл ют нитрат кали  в количестве, нужном дл  достижени  концентрации кали , 190 вес. ч. на млн. Носитель пропитывают раствором серебра, содержащим калий, причем дл  достижени  полноты насыщени  пропитывание осуществл ют под разр .жением. Избыток жидкости удал ют и носитель немедленно помещают в печь с принудительной продувкой воздуха, в которой при температуре 290°С высушивают катализатор , и соль серебра восстанавливаетс  до металлического серебра. Обща  продолжительность нагревани  около 3 час. Содержание серебра в катализаторе 7,8 вес. %, а содержание кали  в катализаторе 60 вес. ч. на млн. (0,0015 г-экв/кг катализатора). Осадок серебра на катализаторе изучают с помощью электронного микроскопа. Согласно этим наблюдени м осадок состоит из дискретных частиц одинакового размера, с диаметром в интервале 0,2 - 0,4 нм (от 2000 до 4000 А ). Эти частицы равномерно распределены внутри и снаружи носител . Повторное встр хивание показало , что частицы серебра прочно удерживаютс  на поверхности носител  катализатора А.The silver oxide is mixed with an aqueous solution of oxalic acid dissolved in ethylene diamine, resulting in the formation of approximately 2 M solution of Ag2 (EN) 20264, where (EN is ethylene diamine), after which 10 vol. % ethanolamine to bring the system into a reducing state. The resulting solution contains about 22 wt. % silver. Potassium nitrate is added to this solution in an amount necessary to achieve a potassium concentration of 190 wt. per ppm. The carrier is impregnated with a solution of silver containing potassium, and to achieve complete saturation, the impregnation is carried out under a discharge. The excess liquid is removed and the carrier is immediately placed in an oven with forced air blowing, in which the catalyst is dried at a temperature of 290 ° C and the silver salt is reduced to silver metal. The total heating time is about 3 hours. The silver content in the catalyst is 7.8 wt. % and the potassium content in the catalyst is 60 wt. hours per million (0,0015 g-eq / kg of catalyst). The precipitate of silver on the catalyst is studied using an electron microscope. According to these observations, the sediment consists of discrete particles of the same size, with a diameter in the range of 0.2 - 0.4 nm (from 2000 to 4000 A). These particles are evenly distributed inside and outside the carrier. Re-shaking showed that silver particles were firmly held on the surface of catalyst support A.

Дл  сравнени  вышеописанный процесс приготовлени  катализатора повтор ют с той разницей , что в данном случае в пропиточный раствор не ввод т кали . Анализ показал, что в растворе присутствует кали  не более 5 вес. ч./млн. Катализатор (катализатор Aj) содержит 7,8 вес. % серебра и имеет физическую микроструктуру, идентичную микроструктуре катализатора А.For comparison, the above catalyst preparation process is repeated with the difference that in this case potassium is not added to the impregnating solution. The analysis showed that potassium is present in the solution at most 5 wt. h / m The catalyst (catalyst Aj) contains 7.8 wt. % silver and has a physical microstructure identical to the microstructure of catalyst A.

Катализаторы А и AI подвергают сравнительным испытани м в процессе получени  окиси этилена. При этом 8-миллиметровые кольца катализатора А измельчают и 3,5 г частиц измельченного катализатора величиной от 30 до 40 мещ загружают в реакционную трубку диаметром 5 мм и длиной 125 мм. Над катализатором пропускают смесь воздуха с этиленом в присутствии хлорсодержащего замедлител , при нижеследующих реакционных услови х.Catalysts A and AI are subjected to comparative tests in the process of producing ethylene oxide. In this case, 8-millimeter rings of catalyst A are crushed, and 3.5 g of particles of crushed catalyst, ranging in size from 30 to 40, are loaded into a reaction tube with a diameter of 5 mm and a length of 125 mm. A mixture of air and ethylene is passed over the catalyst in the presence of a chlorine-containing retarder, under the following reaction conditions.

Давление, атм. абс.15Pressure, atm. abs.15

Объемна  скорость, час-3300Volumetric speed, hour-3300

Содержание этилена в исходном газе, мол. %30The ethylene content in the source gas, mol. %thirty

Отношение этилена к кислороду3,75 Содержание замедлител , ч. на млн., в расчете на хлор-эквивалент10-15 Реакционную температуру регулируют с учетом необходимости достижени  степени конверсии кислорода 52% и определ ют селективность катализатора в отношении окиси этилена. При использовании катализатора А дл  достижени  обычной степени конверсии кислорода (52%) необходима температура 253°С. Установлено, что селективность в отношении окиси этилена составл ет 78%. Напротив , в случае использоваии  катализатора, не охватываемого рамками насто ш;его изобретени  (катализатора AI), селективность в отношении окиси этилена составл ет только 69%. П р и м е р 2. Катализатор В приготов т в соответствии со способом, описанным в примере 1 дл  приготовлени  катализатора А. Носитель, аналогичный использованному в примере 1, пропитывают водным раствором солей кали  и серебра , который приготавливают следующим образом. Водный раствор нитрата серебра смешивают с водным раствором оксалата К. Собирают осадок оксалата Ag, промывают деионизированной водой до тех пор, пока не будет достигнуто содержание кали  800 ч. на млн. Этот оксалат Ag, содержащий К, затем раствор ют в водном растворе этилендиамина и примен ют дл  пропитки носител  способом , описанным в примере 1. Полученный катализатор содержит 7,8 вес. % серебра и соосажденного кали  62 вес. ч. на млн. Дл  сравнени , по такой же методике готов т катализатор Вь Однако при этом измен ют количество промывок оксалата серебра. Катализатор содержит осажденного кали  310 вес. ч. на млн. При использовании катализатора В в качестве катализатора окислени  этилена, как это описано в примере 1, обычна  степень конверсии на катализаторе В была достигнута при температуре 253°С, а селективность в отношении окиси этилена составл ет 78,6%. Установлено, что катализатор BI неактивен, как катализатор процесса получени  окиси этилена. Примерз. С использованием исходных материалов и, в соответствии со способом, которые описаны в примере 1, готов т р д серебр ных катализаторов с различным содержанием кали . Coстав таких катализаторов, каждый из которых содержит 7,8 ± 0,3 вес. % серебра, приведен в табл. 1. Таблица 1Ethylene to oxygen ratio 3.75 The moderator content, ppm, based on chlorine equivalent 10-15 The reaction temperature is controlled taking into account the need to achieve a degree of oxygen conversion of 52% and the selectivity of the catalyst with respect to ethylene oxide is determined. When using catalyst A, a temperature of 253 ° C is necessary to achieve the usual degree of oxygen conversion (52%). The selectivity to ethylene oxide was found to be 78%. In contrast, in the case of using a catalyst not covered by the present invention (catalyst AI), the selectivity for ethylene oxide is only 69%. EXAMPLE 2 Catalyst B was prepared in accordance with the method described in example 1 for preparing catalyst A. A carrier similar to that used in example 1 was impregnated with an aqueous solution of potassium and silver salts, which was prepared as follows. An aqueous solution of silver nitrate is mixed with an aqueous solution of oxalate K. Collect Ag oxalate precipitate, wash with deionized water until potassium content is 800 ppm. This Ag oxalate containing K is then dissolved in an aqueous solution of ethylenediamine and used for impregnation of the carrier by the method described in example 1. The resulting catalyst contains 7.8 wt. % silver and co-precipitated potassium 62 wt. ppm. For comparison, catalyst Bb is prepared by the same procedure. However, the amount of silver oxalate leaching is changed. The catalyst contains precipitated potassium 310 weight. ppm. When using catalyst B as a catalyst for the oxidation of ethylene, as described in example 1, the usual conversion rate for catalyst B was achieved at a temperature of 253 ° C, and the selectivity for ethylene oxide was 78.6%. It has been established that BI catalyst is inactive, as a catalyst for the process of producing ethylene oxide. Froze Using raw materials and, in accordance with the method described in Example 1, a series of silver catalysts with different potassium contents are prepared. The composition of such catalysts, each of which contains 7.8 ± 0.3 weight. % silver is given in table. 1. Table 1

Каждый из этих катализаторов подвергают испытанию в течение длительного промежутка времени в пилотном реакторе дл  окислени  этилена, диаметр которого равен около 45 мм, а длина около 12 м. Опыты провод т в следующих услови х.Each of these catalysts is subjected to a test for a long period of time in a pilot reactor for the oxidation of ethylene, whose diameter is about 45 mm and its length is about 12 m. The experiments are carried out under the following conditions.

Давление, абс. атм.15,3Pressure abs. atm.15,3

Температура, °С245-260Temperature, ° С245-260

Объемна  скорость, час-3300Volumetric speed, hour-3300

Содержание этилена в исходномEthylene content in the original

газе, %30gas,% 30

Отношение этилена кEthylene to

кислороду3,5oxygen3.5

Степень конверсииConversion rate

кислорода, %oxygen%

5252

Оптимальное содержание замедлител  реакции, вес. ч. на млн., в пересчете на хлор-эквивалент -14The optimal content of the reaction retarder, weight. hours per million, in terms of chlorine equivalent of -14

Результаты, этих опытов показывающие селективность катализатора по отношению к реакции окислени  этилена до окиси этилена приведены в табл. 1.The results of these experiments showing the selectivity of the catalyst with respect to the oxidation of ethylene to ethylene oxide are given in Table one.

П р и м е р 4.PRI me R 4.

Катализаторы, содержащие различные количества рубиди  в качестве добавки щелочного металла, готов т с использованием исходного сырь  и в соответствии с общей технологией приготовлени , которые описаны в примере 1. Вместо кали  в пропиточный раствор в данном случае ввод т рубидий в форме нитрата рубиди . Приготовленные таким образом катализаторы подвергают испытани м в получении окиси этилена с применением оборудоП р и м е р 5Catalysts containing various amounts of rubidium as an alkali metal additive are prepared using the feedstock and in accordance with the general preparation technology described in Example 1. In this case rubidium in the form of rubidium nitrate is introduced into the impregnating solution. Catalysts prepared in this way are subjected to tests in the preparation of ethylene oxide using the equipment 5.

Катализаторы, содержащие различные количества цези  в качестве добавки щелочного металла, готов т с использованием исходного сырь  и в соответствии с общей технологией приготовлени , котора  описана в примере 1.Catalysts containing various amounts of cesium as an alkali metal additive are prepared using the feedstock and in accordance with the general preparation technology described in Example 1.

П р И м е р 6 (сравнительный).PRI me R 6 (comparative).

Два р да катализаторов приготовл ют с использованием исходны:: материалов и общего способа приготовлени , которые описаны вTwo series of catalysts are prepared using the raw materials: materials and the general method of preparation, which are described in

вани  и технологии, которые описаны в примере 1. Составы таких катализаторов совместно с результатами опытов дл  получени  окиси этилена при использовании этих катализаторов приведены в нижеследующей табл. 2.The techniques and technologies described in Example 1. The compositions of such catalysts, together with the results of experiments for the preparation of ethylene oxide using these catalysts, are given in the following table. 2

Таблица 2table 2

В данном случае вместо кали  в пропиточный раствор ввод т цезий в виде нитрата цези . Состав таких катализаторов совместно с результатами их испытаний в ходе проведени  процессов получени  окиси этилена, приведены в нижеследующей табл. 3.In this case, instead of potassium, cesium is introduced into the impregnating solution in the form of cesium nitrate. The composition of such catalysts, together with the results of their tests in the course of the processes for producing ethylene oxide, are given in the table below. 3

Таблица 3Table 3

Примере 1, за исключением того, что в один р д катализаторов ввод т различные количества натри , а в другой р д - различные количества лити .Example 1, except that different amounts of sodium are introduced into one set of catalysts, and different amounts of lithium are introduced into another set of catalysts.

ИAND

Эти катализаторы содержат 7,8 вес. % серебра и от 0,005 до 0,15 г-экв/кг катализатора лити  или натри .These catalysts contain 7.8 wt. % silver and 0.005 to 0.15 g-eq / kg of lithium or sodium catalyst.

Такие катализаторы подвергли испытани м в качестве катализаторов окислени  этилена с применением оборудовани  и технологии, которые описаны в примере 1. В пределах обычной точности эксперимента применение этих катализаторов не показало никаких улучшений селективности.Such catalysts were tested as catalysts for the oxidation of ethylene using equipment and technology described in Example 1. Within the limits of the usual experimental accuracy, the use of these catalysts showed no improvement in selectivity.

Пример 7 (сравнительный).Example 7 (comparative).

Катализатор, содержащий не свыше 5 вес. ч. на млн. соосажденного кали , приготовл ют в соответствии со способом, описанным в примере 1. Он содержит 7,8 вес. % серебра. При испытании в качестве катализатора окислени  этилена степень селективности составл ет 69%. Образцы этого катализатора обрабатывают водными растворами кали  с целью введени  в катализатор различных количеств кали . Даже при добавлении количеств з пределах от 0,00090 до 0,00220 г-экв/кг катализатора , максимальное повышение селективности составл ет 4 - 5%.A catalyst containing not more than 5 wt. ppm of co-precipitated potassium is prepared according to the method described in Example 1. It contains 7.8 wt. % silver. When tested as a catalyst for the oxidation of ethylene, the selectivity is 69%. Samples of this catalyst are treated with aqueous solutions of potassium in order to introduce various amounts of potassium into the catalyst. Even with the addition of amounts within the range of 0.00090 to 0.00220 g-eq / kg of catalyst, the maximum increase in selectivity is 4-5%.

Claims (3)

1.Катализатор дл  окислени  этилена в окись этилена, состо щий из серебра с добавками одного или нескольких щелочных металлов на носителе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  активности и селективности катализатора, в качестве щелочных металлов вз ты калий, рубидий и/или цезий в количестве 0,00035 - 0,0030 г-экв/кг катализатора , преимущественно 0,00040 - 0,0019 г-экв/кг .1. A catalyst for the oxidation of ethylene to ethylene oxide, consisting of silver with the addition of one or more alkali metals on a carrier, characterized in that, in order to increase the activity and selectivity of the catalyst, potassium, rubidium and / or cesium are used as alkali metals in the amount of 0.00035 - 0.0030 g-eq / kg of catalyst, mainly 0.00040 - 0.0019 g-eq / kg. 2.Катализатор по н. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что он содержит калий в количестве2. Catalyst on n. 1, that is, with the fact that it contains potassium in the amount of 0,00077 - 0,0023 г-экв/кг катализатора, преимущественно 0,001-0,0021 г-экв/кг, рубидий - 0,0006 - 0,0030 г-экв/кг катализатора, преимущественно 0,00075 - 0,0027 г-экв/кг, цезий - 0,00035 - 0,0019 г-экв/кг катализатора , преимущественно 0,0004 - 0,0017 г-экв/кг.0.00077 - 0.0023 g-eq / kg of catalyst, mainly 0.001-0.0021 g-eq / kg, rubidium - 0.0006 - 0.0030 g-eq / kg of catalyst, mostly 0.00075 - 0.0027 g-eq / kg, cesium - 0.00035 - 0.0019 g-eq / kg of catalyst, mainly 0.0004 - 0.0017 g-eq / kg. 3.Катализатор по п. 1, отличающийс   тем, что носитель содержит с удельной поверхностью 0,03 - 2 , преимущественно 0,1 - 0,8 .3. Catalyst according to claim 1, characterized in that the carrier contains 0.03 - 2, preferably 0.1 - 0.8, with a specific surface.
SU1958292A 1972-01-07 1973-01-05 Catalyst for the oxidation of ethylene and ethylene oxide SU509206A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US21618872A 1972-01-07 1972-01-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU509206A3 true SU509206A3 (en) 1976-03-30

Family

ID=22806078

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1958292A SU509206A3 (en) 1972-01-07 1973-01-05 Catalyst for the oxidation of ethylene and ethylene oxide
SU731882101A SU482935A3 (en) 1972-01-07 1973-01-05 Method for preparing catalyst for ethylene oxidation

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU731882101A SU482935A3 (en) 1972-01-07 1973-01-05 Method for preparing catalyst for ethylene oxidation

Country Status (16)

Country Link
JP (1) JPS5748554B2 (en)
AU (1) AU472997B2 (en)
BE (1) BE793658A (en)
CA (1) CA1026357A (en)
CS (3) CS191249B2 (en)
DD (2) DD112438A5 (en)
DE (1) DE2300512C2 (en)
ES (2) ES410401A1 (en)
FR (1) FR2167728B1 (en)
GB (1) GB1413251A (en)
IT (1) IT978032B (en)
NL (1) NL177662C (en)
PL (1) PL89083B1 (en)
RO (1) RO61470A7 (en)
SE (2) SE392044B (en)
SU (2) SU509206A3 (en)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4207210A (en) 1973-10-26 1980-06-10 Shell Oil Company Process for preparing an ethylene oxide catalyst
GB1489335A (en) * 1973-10-26 1977-10-19 Shell Int Research Catalyst for the production of ethylene oxide
CA1026763A (en) * 1974-05-20 1978-02-21 Robert P. Nielsen Silver catalysts used in ethylene oxide production
GB1569974A (en) * 1976-03-05 1980-06-25 Ici Ltd Restoration of selectivity to catalysts used in the production of olefine oxides
DE2704197A1 (en) * 1977-02-02 1978-08-31 Basf Ag Catalysts for ethylene oxide prepn. - comprising supported silver promoted with two or more alkali metals
US4168247A (en) * 1976-05-28 1979-09-18 Imperial Chemical Industries Limited Catalysts for the production of alkylene oxides
US4206128A (en) 1976-06-16 1980-06-03 Texaco Development Corporation Ethylene oxide production
US4066575A (en) * 1976-07-26 1978-01-03 Halcon International, Inc. Process for the preparation of a supported silver catalyst
US4097414A (en) * 1976-08-30 1978-06-27 Texaco Development Corp. Modified ethylene oxide catalyst and a process for its preparation
GB1594362A (en) * 1977-05-23 1981-07-30 Ici Ltd Production of alkylene oxides and catalysts therefor
US4224194A (en) * 1979-02-26 1980-09-23 Texaco Development Corp. Process for preparing an ethylene oxide catalyst
US4229321A (en) * 1979-02-26 1980-10-21 Texaco Development Corp. Process for making a silver catalyst
US4419276A (en) 1981-09-30 1983-12-06 Union Carbide Corporation Silver catalyst for the manufacture of ethylene oxide and a process for preparing the catalyst
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
JPS6110570A (en) * 1984-06-25 1986-01-18 Mitsui Toatsu Chem Inc Preparation of ethylene oxide
EP0172565B1 (en) * 1984-08-21 1991-03-13 Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. Silver catalyst for production of ethylene oxide from ethylene, and process for production thereof
GB8613818D0 (en) * 1986-06-06 1986-07-09 Ici Plc Catalysts
GB8610441D0 (en) * 1986-04-29 1986-06-04 Shell Int Research Preparation of silver-containing catalyst
GB2190855A (en) * 1986-05-28 1987-12-02 Shell Int Research Process for the preparation of a silver-containing catalyst
DE3643248A1 (en) * 1986-12-18 1988-06-30 Basf Ag SILVER CATALYST, ITS PRODUCTION AND USE
GB8716653D0 (en) * 1987-07-15 1987-08-19 Shell Int Research Silver-containing catalyst
DE3905578A1 (en) * 1989-02-23 1990-08-30 Basf Ag METHOD FOR PRODUCING A SILVER CATALYST
US5407888A (en) * 1992-05-12 1995-04-18 Basf Aktiengesellschaft Silver catalyst
US5705661A (en) * 1995-09-25 1998-01-06 Mitsubishi Chemical Corporation Catalyst for production of ethylene oxide
DE19803890A1 (en) * 1998-01-31 1999-08-05 Erdoelchemie Gmbh Silver-containing supported catalysts and catalyst intermediates, process for their preparation and their use
US7704908B2 (en) 2005-12-22 2010-04-27 Shell Oil Company Method for reusing rhenium from a donor spent epoxidation catalyst
US8357812B2 (en) 2005-12-22 2013-01-22 Shell Oil Company Process for preparing a rejuvenated epoxidation catalyst
DE102008011767B4 (en) 2008-02-28 2012-07-26 Basf Se Process for the preparation of olefinically unsaturated carbonyl compounds by oxidative dehydrogenation of alcohols
DE102008014910A1 (en) 2008-03-19 2009-09-24 Basf Se Use of a supported noble metal-containing catalyst for oxidative dehydrogenation
BRPI0920425A2 (en) 2008-10-08 2015-08-04 Basf Se Continuous process for producing an alkylene oxide.
CN102459211B (en) 2009-06-09 2014-11-26 巴斯夫欧洲公司 Use of structured catalyst beds to produce ethylene oxide
US8921587B2 (en) 2011-04-14 2014-12-30 Basf Se Process for producing a catalyst for the oxidation of ethylene to ethylene oxide
US8629079B2 (en) 2011-04-14 2014-01-14 Basf Se Process for producing a catalyst for the oxidation of ethylene to ethylene oxide
US8987482B2 (en) 2011-10-28 2015-03-24 Basf Se Process for producing a supported silver catalyst
JP2015518421A (en) 2012-05-04 2015-07-02 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Catalyst for alkene epoxidation
US9079154B2 (en) 2012-05-04 2015-07-14 Basf Se Catalyst for the epoxidation of alkenes
JP2017501864A (en) 2013-12-09 2017-01-19 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Catalyst for epoxidation of alkenes
EP3496851A1 (en) 2016-08-08 2019-06-19 Basf Se Catalyst for the oxidation of ethylene to ethylene oxide
WO2019020793A1 (en) 2017-07-28 2019-01-31 Basf Se Process for producing a shaped catalyst body comprising silver applied to an alumina support
TWI808125B (en) 2018-02-07 2023-07-11 德商巴斯夫歐洲公司 Catalyst effective in the oxidative conversion of ethylene to ethylene oxide
EP3639924A1 (en) 2018-10-15 2020-04-22 Basf Se Catalyst for producing ethylene oxide by gas-phase oxidation
EP3639923A1 (en) 2018-10-15 2020-04-22 Basf Se Process for producing ethylene oxide by gas-phase oxidation of ethylene
EP3659703A1 (en) 2018-11-28 2020-06-03 Basf Se Catalyst for producing ethylene oxide by gas-phase oxidation
WO2021038027A1 (en) 2019-08-28 2021-03-04 Basf Se Process for preparing an epoxidation catalyst
CN115362018B (en) 2020-03-27 2024-09-06 巴斯夫欧洲公司 Method for producing silver-based epoxidation catalyst
EP3885038A1 (en) 2020-03-27 2021-09-29 Basf Se Process for producing an epoxidation catalyst
US20230256414A1 (en) 2020-06-26 2023-08-17 Basf Se Process for producing a porous alpha-alumina catalyst support
WO2021260138A1 (en) 2020-06-26 2021-12-30 Basf Se Shaped catalyst body for the production of ethylene oxide
US20230256415A1 (en) 2020-06-26 2023-08-17 Basf Se Production of porous alpha-alumina supports from boehmitic derived aluminas
EP4284552A1 (en) 2021-01-26 2023-12-06 Basf Se Epoxidation catalyst
TW202421267A (en) 2022-10-12 2024-06-01 德商巴斯夫歐洲公司 Epoxidation catalyst
WO2024089256A1 (en) 2022-10-28 2024-05-02 Basf Se Process for the manufacture of isononanol from renewably-sourced ethanol
WO2024133081A1 (en) 2022-12-20 2024-06-27 Basf Se Manufacture of an ethylene-derived chemical of interest, in particular acrylic acid, in combination with generation of heated steam

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3125538A (en) * 1964-03-17 Thallium

Also Published As

Publication number Publication date
CA1026357A (en) 1978-02-14
CS191210B2 (en) 1979-06-29
GB1413251A (en) 1975-11-12
NL177662B (en) 1985-06-03
IT978032B (en) 1974-09-20
CS191249B2 (en) 1979-06-29
JPS4930286A (en) 1974-03-18
SE392044B (en) 1977-03-14
BE793658A (en) 1973-07-04
SE423543B (en) 1982-05-10
SE7509856L (en) 1975-09-04
CS191250B2 (en) 1979-06-29
NL7300162A (en) 1973-07-10
DE2300512C2 (en) 1986-01-30
AU472997B2 (en) 1976-06-10
RO61470A7 (en) 1977-02-15
ES437964A1 (en) 1977-04-01
FR2167728B1 (en) 1976-06-18
ES410401A1 (en) 1976-04-01
JPS5748554B2 (en) 1982-10-16
DD112438A5 (en) 1975-04-12
FR2167728A1 (en) 1973-08-24
NL177662C (en) 1988-08-16
SU482935A3 (en) 1975-08-30
DE2300512A1 (en) 1973-07-26
DD104206A5 (en) 1974-03-05
AU5080973A (en) 1974-07-11
PL89083B1 (en) 1976-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU509206A3 (en) Catalyst for the oxidation of ethylene and ethylene oxide
RU2014114C1 (en) Catalyst for producing ethylene oxide
RU2126296C1 (en) Catalyst for vapor-phase epoxidation of olefins and method of production of catalyst carrier
AU711973B2 (en) Epoxidation catalyst and process
KR960011428B1 (en) Silver catalyst for production of ethyleneoxide and method for manufacturing thereof
SU540554A3 (en) Silver catalyst for the oxidation of organic compounds
RU2007214C1 (en) Method of preparing of silver-containing catalyst for ethylene oxidation
RU2278730C2 (en) Ethylene oxidation catalyst and a method for preparing the same
KR20080096678A (en) A carrier for olefin oxidation catalyst, preparation method and application thereof
DK164804B (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING A SUSTAINABLE CATALYST AND FOR ITS USE
US4740493A (en) Silver catalyst and its preparation
JP4866235B2 (en) Ethylene oxide catalyst
DK165104B (en) SUSTAINABLE CATALYST AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURING AND USE
KR0145749B1 (en) Silver catalyst for production of ethylene oxide and method for production of the catalyst
US4400308A (en) Silver-containing supported catalysts and catalyst intermediate products, processes for their preparation and their use
WO1998018551A1 (en) Niobium or tantalum promoted silver catalyst
CA1263364A (en) Production of alkylene oxides and catalysts therefor
JP3233652B2 (en) Silver catalyst for ethylene oxide production
EP0934114B8 (en) Promoted silver catalyst
CN109201027B (en) Alpha-alumina carrier and preparation method and application thereof
RU2331474C2 (en) Oxidation catalyst of ethylene
CN107442109B (en) Silver catalyst carrier, preparation method and application thereof
JPS6327977B2 (en)
US3875080A (en) Process for preparing supported silver catalysts for the production of ethylene oxide
AU715794C (en) Promoted silver catalyst