WO2012140617A1 - Catalyst for the production of ethylene oxide - Google Patents

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WO2012140617A1
WO2012140617A1 PCT/IB2012/051837 IB2012051837W WO2012140617A1 WO 2012140617 A1 WO2012140617 A1 WO 2012140617A1 IB 2012051837 W IB2012051837 W IB 2012051837W WO 2012140617 A1 WO2012140617 A1 WO 2012140617A1
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carrier
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Tobias Rosendahl
Torsten Mäurer
Cornelia Katharina Dobner
Jürgen ZÜHLKE
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Basf Se
Basf (China) Company Limited
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Definitions

  • the present invention relates to a catalyst for the preparation of ethylene oxide, at least comprising silver, supported on a support, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800 and wherein the constant is determined according to DIN ISO 9277. Furthermore, the present invention relates to this cata- carrier in itself. Moreover, the present invention relates to a process for the preparation of the catalyst and the catalyst, which can be prepared by this process and the use of the catalyst for the oxidation of ethene to ethylene oxide. Moreover, the present invention relates to a process for the production of ethylene oxide from ethylene, comprising an oxidation of ethylene in the presence of said catalyst.
  • Ethylene oxide is an important basic chemical and is often produced industrially by direct oxidation of ethylene with oxygen in the presence of silver-containing catalysts. Frequently, supported catalysts are used to which the catalytically active metallic silver has been applied by a suitable method.
  • a carrier material can in principle different porous materials such. As activated carbon, titanium, zirconium or silica or ceramic compositions or mixtures of these materials can be used. As a rule, alpha-alumina is used as the carrier.
  • Exemplary of the direct oxidation of ethene are DE-A-2300512, DE-A 2521906, EP-A-0014457, DE-A-2454972, EP-A-0172565, EP-A-0357293, EP-A-0266015, EP -A-001 1356, EP-A-0085237, DE 2560684 or DE-A-2753359.
  • these catalysts In addition to silver as an active component, these catalysts often contain promoters to improve the catalytic properties.
  • alkali metal and / or alkaline earth metal compounds may be mentioned as promoters.
  • Some writings teach the use of transition metals such as tungsten or molybdenum.
  • a particularly preferred promoter for influencing the activity and selectivity of catalysts is rhenium.
  • Catalysts containing rhenium and / or other transition metal promoters in combination with alkali and / or alkaline earth metal compounds are preferably used industrially because of their high selectivity.
  • selectivity is meant the molar percentage of ethylene that reacts to ethylene oxide.
  • the activity is characterized by the ethylene oxide concentration in the reactor outlet under otherwise constant conditions, such as temperature, pressure, gas quantity, amount of catalyst, etc.
  • Another object of the present invention was to provide suitable supports for the preparation of catalysts which have particularly advantageous property profiles for the epoxidation of ethylene.
  • this object is achieved by a catalyst for the production of ethylene oxide, comprising silver, applied to a support, the support having a BET constant C in the range from 0 to 800, determined in accordance with DIN ISO 9277.
  • a catalyst for the production of ethylene oxide comprising silver, applied to a support, the support having a BET constant C in the range from 0 to 800, determined in accordance with DIN ISO 9277.
  • the invention relates to a catalyst for the production of ethylene oxide, comprising silver, applied to a support, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800, determined in accordance with DIN ISO 9277.
  • the invention relates to the carrier per se, ie a catalyst support for a catalyst for the production of ethylene oxide, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800, determined according to DIN ISO 9277.
  • the invention relates to a process for the preparation of a catalyst for the production of ethylene oxide, and to the catalyst preparable by this process, the process comprising the steps
  • the invention relates to the use of the catalyst or catalyst according to the invention, which can be prepared by the process according to the invention for the epoxidation of ethylene.
  • silver is suitably applied to the carrier.
  • at least one mixture containing silver for example, by impregnation or Spray or mixing method on the support, as described in more detail below, applied.
  • the carrier it is characterized by a BET constant C in the range of 0 to 800, preferably in the range of 0 to 700, more preferably in the range of 0 to 600, further preferably in the range of 25 to 500 and more preferably ranging from 50 to 450.
  • the BET constant C (also the C value) is determined according to DIN ISO 9277 ( May 2003).
  • the C-value determination is based on the method of Brunnauer, Emmet and Teller for determining the total specific surface area of porous solids by measuring the physisorbed amount of gas (BET) as in Journal of the American Chemical Society, Vol. 60, pp. 301-319 (1938).
  • BET physisorbed amount of gas
  • V M is the volume of gas required to form a monolayer
  • p r p / p 0 , ie the relative pressure
  • p is the equilibrium pressure
  • p 0 is the saturation vapor pressure of the gas at the measurement temperature.
  • C is the BET constant to which the relationship applies: where E- ⁇ is the adsorption energy when forming the first layer, E L is the adsorption energy of the second and higher layers, A is the kinetic factor, and R is the gas constant. T stands for the respective temperature in Kelvin.
  • the C value contains information about the interaction energy of the adsorbate with the carrier and gives information about the polarity of the carrier surface. Small C values are characteristic of non-polar areas, whereas large C values are indicative of highly polar or microporous areas.
  • the C value depends, for example, on the composition of the support, the acidity of the surface and the porosity and the shape of the pores.
  • the calcination conditions used in the preparation of the carrier or the addition of polar compounds (silicon additives) or nonpolar compounds (eg waxes) to the carrier material have an influence on the C value.
  • Suitable supports according to the invention can be prepared by processes known from the prior art. Examples include US 2009/0198076 A1, WO 2006/133187, WO 03/072244, US 2005/0096219 A1, or EP 0 496 386 B2.
  • the present invention accordingly relates to a catalyst as described above or a support as described above, wherein the support is an alumina support. Furthermore, the present invention also relates to a catalyst as described above, preparable by the method described above, wherein the carrier is an alumina carrier.
  • alumina as used herein, includes all conceivable structures such as alpha, gamma or tetha alumina.
  • the carrier is an alpha alumina carrier.
  • the present invention also relates to a process as described above and to a catalyst or carrier preparable by the process, wherein the support is an alpha-alumina.
  • the present invention also relates to a catalyst as described above, wherein the carrier is an alpha-alumina carrier.
  • the alpha-alumina has a purity of at least 75%, preferably a purity of at least 80%, more preferably a purity of at least 85%, more preferably a purity of at least 90%, more preferably a purity of at least 98 %, more preferably a purity of at least 98.5%, and most preferably a purity of at least 99%.
  • alpha-alumina therefore also includes alpha-aluminas containing further constituents, for example elements selected from the group consisting of zirconium, alkali metals, alkaline earth metals, silicon, zinc, gallium, hafnium, boron, fluorine, copper, nickel, manganese, iron , Cerium, titanium, chromium and mixtures of two or more of these elements.
  • elements selected from the group consisting of zirconium, alkali metals, alkaline earth metals, silicon, zinc, gallium, hafnium, boron, fluorine, copper, nickel, manganese, iron , Cerium, titanium, chromium and mixtures of two or more of these elements.
  • a suitable catalyst support for the present invention can be prepared by mixing the alumina with water or other suitable liquid with a burnout material or a pore former and at least one binder.
  • Suitable pore formers are, for example, cellulose and cellulose derivatives, such as, for example, methylcellulose, ethylcellulose, carboxymethylcellulose. loose, or polyolefins, such as polyethylenes and polypropylenes, or natural burnout materials, such as walnut shell meal.
  • the pore formers are selected to be completely burned out of the alumina to the final alpha alumina support at the selected kiln temperatures of the calcination.
  • Suitable binders or extrusion and extrusion aids are described, for example, in EP 0 496 386 B2.
  • Examples are alumina gels with nitric acid or acetic acid, cellulose, for example methyl, ethyl cellulose, or carboxyethyl cellulose, or methyl or ethyl stearate, polyolefin oxides, waxes and the like.
  • the paste formed by mixing can be made into the desired shape by extrusion.
  • Extrusion aids may be used to assist in the extrusion process.
  • the molded article obtained as described above is optionally dried following the molding and calcined to obtain the alumina support according to (i).
  • the calcination is usually carried out at temperatures in the range of 1200 ° C to 1600 ° C. It is common to wash the alumina carrier after calcining to remove soluble ingredients.
  • the alpha-alumina may contain the constituents in any suitable form, for example as an element and / or in the form of one or more compounds. If the alpha-alumina contains one or more constituents in the form of a compound, it contains this, for example, as oxide or mixed oxide.
  • the present invention also describes an alpha alumina containing at least one further constituent selected from the group consisting of silica, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide and magnesium oxide, nickel oxide, gallium oxide, hafnium oxide, copper oxide, iron oxide and mixed oxides thereof.
  • the total content of the further constituents is preferably in a range of less than 25% by weight, more preferably less than 20% by weight, more preferably less than 15% by weight, more preferably less than 10% by weight, more preferably less than 5% by weight, more preferably less than 2% by weight, more preferably less than 1.5% by weight and particularly preferably less than 1% by weight, based on the total weight of the carrier.
  • the carrier when the carrier contains silicon, it preferably contains it in an amount in the range of 50 to 10,000 ppm, more preferably in an amount of 50 to 5,000 ppm, further preferably in an amount of 50 to 800 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element.
  • the carrier if the carrier contains alkali metals, it preferably contains them in a total amount in the range of 10 to 2500 ppm, more preferably in an amount of 10 to 1000 ppm, further preferably in an amount of 50 to 850 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element.
  • the carrier contains at least one alkali metal selected from the group consisting of sodium and potassium.
  • the carrier when the carrier contains sodium, it preferably contains it in an amount in the range of 10 to 1500 ppm, more preferably in an amount of 10 to 800 ppm, further preferably in an amount of 10 to 500 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element.
  • the carrier if the carrier contains potassium, it preferably contains it in an amount in the range of 10 to 1000 ppm, more preferably in an amount of 10 to 500 ppm, further preferably in an amount of 10 to 300 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element.
  • the carrier contains sodium in an amount of 10 to 1500 ppm and potassium in an amount of 10 to 1000 ppm.
  • the present invention also describes a process for preparing a catalyst and a catalyst as described above, preparable by this process, wherein the carrier sodium in an amount of 10 to 1500 ppm, potassium in an amount of 10 to 1000 ppm and cesium in a Amount of 0 to 1000 ppm, more preferably wherein the carrier sodium in an amount of 10 to 500 ppm, potassium in an amount of 10 to 300 ppm and cesium in an amount of 0 to 100 ppm, based on the total weight of the carrier and calculated as Element comprising. Furthermore, the invention describes a catalyst preparable by this method and the carrier itself.
  • the present invention also relates to a catalyst as described above and a carrier as described above, wherein the carrier sodium in an amount of 10 to 1500 ppm, potassium in an amount of 10 to 1000 ppm and cesium in an amount of 0 to 100 ppm, more preferably sodium in an amount of 10 to 500 ppm, potassium in an amount of 10 to 300 ppm and cesium in an amount of 0 to 100 ppm, each based on the total weight of the carrier and calculated as element comprises.
  • the carrier contains, for example, alkaline earth metals, it preferably contains these in a total amount in the range of at most 2500 ppm, for example in the range from 10 to 2500 ppm, more preferably in an amount of from 10 to 1200 ppm, more preferably in an amount of from 10 to 700 ppm, based on the total weight of the carrier and calculated as element.
  • the carrier comprises at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of calcium and magnesium.
  • the carrier when the carrier contains calcium, it preferably contains it in an amount in the range of 10 to 1500 ppm, more preferably in an amount of 10 to 1000 ppm, further preferably in an amount of 10 to 500 ppm, based on the Total weight of the carrier and calculated as an element.
  • the carrier when the carrier contains magnesium, it preferably contains it in an amount in the range of 10 to 800 ppm, more preferably in an amount of 10 to 500 ppm, further preferably in an amount of 10 to 250 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element.
  • the present invention also describes a process for producing a catalyst and a catalyst prepared by this process as described above, wherein the carrier contains magnesium in an amount of 10 to 800 ppm, and calcium in an amount of 10 to 1500 ppm, respectively on the total weight of the carrier and calculated as an element that includes.
  • the present invention also relates to a catalyst as described above and a carrier as described above, wherein the carrier magnesium in an amount of 10 to 800 ppm, and calcium in an amount of 10 to 1500 ppm, each based on the total weight of Carrier and calculated as an element, includes.
  • the carrier comprises, for example, sodium in an amount of 10 to 1500 ppm, potassium in an amount of 10 to 1000 ppm, magnesium in an amount of 10 to 800 ppm, and calcium in an amount of 10 to 1500 ppm, based on the total weight of the carrier and calculated as an element.
  • the carrier when it contains silicon, it preferably contains it in an amount in the range of 50 to 10,000 ppm, more preferably in an amount of 50 to 5,000 ppm, further preferably in an amount of 50 to 600 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element.
  • a support preferred according to the present invention is, for example, an alpha-alumina in a purity of at least 90%, which calculates 50 to 10,000 ppm of silicon, 10 to 1500 ppm of sodium and 10 to 2500 ppm of total alkaline earth metals, respectively Element and based on the total weight of the carrier.
  • the support preferably comprises calcium and / or magnesium as the alkaline earth metal.
  • Particularly preferred is an alpha-alumina in a purity of at least 98 wt .-%, which 50 to 5000 ppm silicon, 10 to 800 ppm of sodium and 10 to 700 ppm of alkaline earth metals in total, each calculated as an element and based on the total weight of the carrier , includes.
  • the carriers used according to the invention preferably have a BET surface area, determined in accordance with DIN ISO 9277, of 0.1 to 5 m 2 / g, more preferably in the range of 0.1 to 2 m 2 / g, more preferably in the range of 0 , 5 to 1, 5 m 2 / g, more preferably in the range of 0.6 to 1, 3 m 2 / g, and particularly preferably in the range of 0.6 to 1, 0 m 2 / g, determined according to DIN ISO 9277th
  • the supports according to the invention preferably have pores with diameters in the range from 0.1 to 100 ⁇ m, it being possible for the pore distribution to be monomodal or polymodal, for example bimodal, trimodal or tetramodal.
  • the carriers have a bimodal pore distribution.
  • the supports furthermore preferably have a bimodal pore distribution with peak maxima in the range from 0.1 to 10 ⁇ m and 15 to 100 ⁇ m, preferably in the range from 0.1 to 5 ⁇ m and 17 to 80 ⁇ m, more preferably in the range from 0.1 to 3 ⁇ and 20 to 50 ⁇ , more preferably in the range of 0.1 to 1, 5 ⁇ and 20 to 40 ⁇ on.
  • the pore diameters are determined by Hg porosimetry (DIN 66133).
  • bimodal pore distribution with peak maxima in the range from 0.1 to 10 ⁇ and 15 to 100 ⁇ means that one of the two peak maxima in the range of 0.1 to 10 ⁇ and the other peak maximum in the range of 15 to 100 ⁇ .
  • the present invention also describes a process as described above for preparing a catalyst and a catalyst preparable by this process, wherein the support has a bimodal pore distribution, preferably a bimodal pore distribution at least containing pores having a pore diameter in the range of 0.1 to 15 ⁇ and pores with a pore diameter in the range of 15 to 100 ⁇ , determined by Hg porosimetry.
  • the present invention also relates to a catalyst as described above and a carrier as described above, wherein the carrier has a bimodal pore distribution, preferably a bimodal pore distribution, at least containing pores having a pore diameter in the range of 0.1 to 10 ⁇ and pores with a pore diameter in the range of 15 to 100 ⁇ , determined by Hg porosimetry (DIN 66133).
  • the carrier has a bimodal pore distribution, preferably a bimodal pore distribution, at least containing pores having a pore diameter in the range of 0.1 to 10 ⁇ and pores with a pore diameter in the range of 15 to 100 ⁇ , determined by Hg porosimetry (DIN 66133).
  • the carrier is used as a shaped body, for example as a strand, hollow strand, star strand, sphere, ring or hollow ring.
  • the carrier is preferably a shaped body with the geometry of a hollow body.
  • cylinders with the following geometries (outer diameter x length x inner diameter, in each case in mm): 5x5x2, 6x6x3, 7x7x3, 8x8x3, 8x8.5x3, 8x8.5x3.5, 8.5x8x3.5, 8.5x8x3, 9x9x3, 9.5x9x3, 9.5x9x3.5.
  • Each length specification includes tolerances in the range of ⁇ 0.5 mm.
  • the catalyst is used in the form of a catalyst split, which is obtained from one or more of said moldings.
  • the water absorption of the carriers is, for example, in the range from 0.35 ml / g to 0.65 ml / g, preferably in the range from 0.42 ml / g to 0.52 ml / g, determined by a vacuum cold water absorption.
  • the catalyst according to the invention contains silver as the active metal.
  • the catalyst may contain silver in an amount of, for example, 5 to 35 wt .-%, in particular from 10 to 30 wt .-%, preferably in an amount of 10 to 25 wt .-%, based on the total weight of the catalyst and calculated as an element.
  • the present invention also describes a process as described above and a catalyst preparable by the process, and a catalyst as described above, comprising silver in an amount of 5 to 35 wt .-%, based on the total weight of the catalyst.
  • the catalyst furthermore comprises at least one promoter, for example six, five, four, three or two promoters or a promoter.
  • promoter is understood as meaning a constituent of the catalyst which, compared with a catalyst which does not contain the constituent, results in an improvement in one or more catalytic properties, eg. B. selectivity, activity, conversion and / or yield or space, time yield is achieved.
  • Preferred compounds which are chemically stable under the reaction conditions and do not catalyze undesirable reactions.
  • the at least one promoter is selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, manganese, rhenium, cadmium, tungsten, molybdenum, chromium, sulfur and mixtures of two or more of that.
  • the catalyst contains at least one promoter selected from the group consisting of rhenium, cesium, lithium, tungsten, chromium, manganese, sulfur and mixtures of two or more thereof.
  • the catalyst particularly preferably contains at least rhenium as promoter and at least one further promoter selected from the group consisting of cesium, lithium, tungsten, chromium, manganese, sulfur and mixtures of two or more thereof. Accordingly, the present invention also describes a process as described above and a catalyst preparable by the process, and a catalyst as described above, comprising at least rhenium as a promoter, preferably comprising silver in an amount of 5 to 35 wt .-%, based on the total weight of the catalyst, and at least rhenium as a promoter.
  • the catalyst when the catalyst contains rhenium as described above, it preferably contains rhenium in an amount of 50 to 600 ppm, more preferably in an amount of 100 to 450 ppm, still more preferably in an amount of 150 to 400 ppm by total weight of the catalyst and calculated as element.
  • the catalyst additionally comprises at least one further promoter selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, manganese, rhenium, cadmium, tungsten, chromium, Molybdenum, sulfur and mixtures of two or more thereof.
  • the catalyst additionally comprises at least one promoter selected from the group consisting of cesium, lithium, tungsten, chromium, manganese, sulfur and mixtures of two or more thereof and mixtures of two or more thereof.
  • the catalyst additionally contains at least cesium, lithium, tungsten, and sulfur, in particular the catalyst contains rhenium and additionally cesium, lithium, tungsten and sulfur, as promoters.
  • the catalyst contains at least one further promoter, it preferably contains a total amount of these promoters in an amount of 10 to 2000 ppm, preferably in an amount of 10 to 1500 ppm, more preferably in an amount of 50 to 1300 ppm and more preferably each in an amount of 80 to 1300 ppm, based on the total weight of the catalyst and calculated as the sum of the elements.
  • the catalyst contains tungsten, it preferably contains it in an amount of 10 to 500 ppm, preferably in an amount of 50 to 300 ppm.
  • the catalyst contains, for example, cesium, it preferably contains this in an amount of from 20 to 850 ppm, in particular in an amount of from 100 to 600 ppm, based on the total weight of the catalyst and calculated as an element.
  • the catalyst when it contains lithium, it preferably contains it in an amount of 10 to 450 ppm, more preferably in an amount of 50 to 300 ppm, based on the total weight of the catalyst and calculated as an element.
  • the catalyst when it contains sulfur, it preferably contains it in an amount of 5 to 300 ppm, more preferably in an amount of 5 to 150 ppm, based on the total weight of the catalyst and calculated as an element.
  • the catalyst contains rhenium in an amount of 150 to 450 ppm, tungsten in an amount of 50 to 300 ppm, cesium in an amount of 100 to 600 ppm, lithium in an amount of 50 to 300 ppm and sulfur in one Amount of 5 to 150 ppm.
  • silver it may be applied to the support by any of the prior art impregnation and deposition processes for preparing silver catalysts for the production of ethylene oxide, which processes may comprise one or more impregnation and calcination steps.
  • the production processes for silver catalysts as described in DE-A 2300512, DE-A 2521906, EP-A 0 014 457, EP-A 0 085 237, EP-A 0 0384 312, DE-A 2454972, DE-A 3321895, EP-A 0 229 465, DE-A 3150205, EP-A 0 172 565 and EP-A 0 357 293 are disclosed.
  • the catalyst contains at least one promoter in addition to silver, it is preferred to apply at least one mixture comprising silver or at least one promoter, for example by impregnation or spraying or mixing processes, to the support.
  • the order of application of the at least one promoter and silver is generally arbitrary, i. Embodiments are contemplated in which silver and the at least one promoter are applied simultaneously to the support. Also included are embodiments in which silver and the at least one promoter are applied to the support in various steps, the order of the steps being generally arbitrary. Furthermore, embodiments are encompassed in which a part of the at least one promoter, which is applied to the carrier only after application of the silver, and the remaining part is applied simultaneously with silver. Preferably, silver and the at least one promoter are applied simultaneously to the support.
  • the silver is preferably applied to the support according to the invention in the form of a silver compound, which may be a salt or a silver complex.
  • the silver compound is preferably dissolved, in particular dissolved in water.
  • the silver compound such as silver (I) oxide or silver (I) oxalate may further suitably contain a complexing agent such as ethanolamine, EDTA, 1, 3 or 1, 2-propanediamine, ethylenediamine and or alkali metal oxalate can be added, which can act simultaneously as a reducing agent.
  • a complexing agent such as ethanolamine, EDTA, 1, 3 or 1, 2-propanediamine, ethylenediamine and or alkali metal oxalate can be added, which can act simultaneously as a reducing agent.
  • silver is applied in the form of a silver amine compound, more preferably in the form of a silver ethylenediamine compound.
  • the present invention also relates to a process as described above, wherein in step (ii) a mixture comprising silver as a silver amine compound, preferably as SilberethylendiaminENS, is applied to the carrier described above.
  • a mixture comprising silver as a silver amine compound, preferably as SilberethylendiaminENS, is applied to the carrier described above.
  • the present invention likewise relates to a catalyst which can be prepared by this process.
  • At least one post-treatment step for example a drying step, e.g. connect one, two or more drying steps.
  • the drying is usually carried out at temperatures in the range of 10 to 200 ° C.
  • the post-treatment step is a vacuum treatment.
  • the carrier is evacuated after application.
  • the evacuation is carried out at a pressure in the range of at most 500 mbar, more preferably at a pressure of at most 250 mbar and more preferably at a pressure of 30 mbar, and preferably at a temperature in the range of 2 ° C to 50 ° C, more preferably at a temperature in the range of 5 ° C to 30 ° C, and more preferably at room temperature.
  • the vacuum treatment is carried out, for example, for a time of at least 1 min, preferably of at least 5 min, more preferably for a time in the range of 5 min to 120 min, in particular in the range of 10 min to 45 min, particularly preferably in the range of 10 min up to 20 min.
  • a time of at least 1 min preferably of at least 5 min, more preferably for a time in the range of 5 min to 120 min, in particular in the range of 10 min to 45 min, particularly preferably in the range of 10 min up to 20 min.
  • the present invention also describes a process for preparing a catalyst as described above, and the catalyst obtainable by this process, additionally comprising a step (iii)
  • the calcination is carried out at temperatures, for example, in a range of 150 to 750 ° C, generally in the range of 200 to 500 ° C, preferably in the range of 220 to 500 ° C and more preferably in the range of 250 to 350 ° C, wherein the Calcination duration is generally at least 5 minutes or more, for example in the range of 5 minutes to 24 hours or in the range of 10 minutes to 12 hours. More preferably, the calcination time is in the range of 5 minutes to 3 hours.
  • the calcination can be carried out at a constant temperature, further embodiments are included, in which the temperature is changed continuously or discontinuously during the Calcini mecanicsdauer.
  • the calcination may be carried out under any suitable gas atmosphere, with air, nitrogen and / or lean air being preferred. Furthermore, the calcination is preferably carried out in a muffle furnace, in a rotary kiln, carried out in a convection oven and / or a belt calciner.
  • this at least one promoter is preferably applied to the carrier in the form of compounds, for example in the form of complexes or in the form of salts, for example in the form of halides, for example in the form of compounds of fluorides, bromides or chlorides, or in the form of carboxylates, nitrates, sulfates or sulfides, phosphates, cyanides, hydroxides, carbonates or as salts of heteropolyacids, in the form of salts, for example in the form of salts of the heteropolyacids of rhenium and / or tungsten.
  • halides for example in the form of compounds of fluorides, bromides or chlorides, or in the form of carboxylates, nitrates, sulfates or sulfides, phosphates, cyanides, hydroxides, carbonates or as salts of heteropolyacids, in the form of salts, for example in the form of salts of the heteropol
  • the catalyst contains, for example, rhenium
  • this is preferably applied as a compound, for example as halide, oxyhalide, oxide or as acid.
  • rhenium can be used, for example, as rhenate or perrhenate in the production process according to the invention.
  • rhenium is used as a promoter, it is preferably used as a compound selected from the group consisting of ammonium perrhenate, rhenium (III) chloride, rhenium (V) chloride, rhenium (V) fluoride, rhenium (VI) oxide and Rhenium (VII) oxide used.
  • rhenium as ammonium perrhenate to the carrier.
  • the tungsten is preferably applied to the support as a tungsten compound.
  • any suitable tungsten compound is usable.
  • tungsten is applied in the form of tungstate or tungstic acid.
  • the lithium is preferably applied to the carrier as a lithium compound.
  • any suitable lithium compound is usable.
  • lithium is applied in the form of lithium nitrate.
  • the cesium is preferably applied to the support as a cesium compound.
  • any suitable cesium compound is usable.
  • cesium is applied in the form of cesium hydroxide.
  • the sulfur is preferably applied to the support as a sulfur compound.
  • any suitable sulfur compound is usable.
  • sulfur is applied in the form of ammonium sulfate.
  • the at least one promoter, more preferably the at least one promoter compound is preferably dissolved in a suitable solution, preferably in water, before application.
  • the support is then preferably impregnated with the resulting solution comprising one or more of the promoters. If more promoters are added, they can be applied to the support either together or separately in a single impregnation step or in several impregnation steps.
  • the solution comprising one or more of the promoters it may be prepared in any suitable manner.
  • the promoters can each be separately dissolved in each case in a solution and the resulting solutions, each containing a promoter, are then used for impregnation. It is also possible that two or more of the promoters are dissolved together in a solution, and the resulting solution is then used for impregnation. In addition, it is possible that the resulting solutions containing at least one promoter are combined prior to impregnation and the resulting solution containing all promoters, is applied to the support.
  • At least cesium, tungsten, lithium, sulfur and rhenium are used as promoters
  • at least one solution containing cesium and tungsten, another solution containing lithium and sulfur, and another solution containing rhenium prepared.
  • the solutions are either applied to the support in separate impregnation steps, or combined to form a solution before application and only then used for impregnation.
  • the solutions are applied together, more preferably together with the mixture containing silver as a silver amine compound, preferably as SilberethylendiaminENS, applied to the support.
  • the application can in principle be carried out by any suitable method, for example by soaking the carrier.
  • the application is carried out by vacuum impregnation at room temperature.
  • the support is preferably first at a pressure in the range of at most 500 mbar, more preferably at a pressure of at most 250 mbar and more preferably at a pressure of 30 mbar, and preferably at a temperature in the range of 2 ° C to 50 ° C, more preferably at a temperature in the range of 5 ° C to 30 ° C, and most preferably treated at room temperature.
  • the vacuum treatment is carried out, for example, for a time of at least 1 min, preferably of at least 5 min, more preferably for a time in the range of 5 min to 120 min, in particular in the range of 10 min to 45 min, particularly preferably in the range of 15 min up to 30 min.
  • the at least one solution for example the mixture containing silver, or at least one solution is contained.
  • at least one promoter preferably the mixture containing silver and the at least one promoter, applied to the carrier.
  • the solution is dropped or sprayed on, preferably sprayed on.
  • the application is preferably carried out by means of a nozzle.
  • the support is preferably further evacuated.
  • the evacuation is carried out at a pressure in the range of at most 500 mbar, more preferably at a pressure of at most 250 mbar and more preferably at a pressure of 30 mbar, and preferably at a temperature in the range of 2 ° C to 50 ° C, more preferably at a temperature in the range of 5 ° C to 30 ° C, and more preferably at room temperature.
  • the vacuum treatment is carried out, for example, for a time of at least 1 min, preferably of at least 5 min, more preferably for a time in the range of 5 min to 120 min, in particular in the range of 10 min to 45 min, particularly preferably in the range of 10 min up to 20 min.
  • step (iii) As regards the time of application of the promoter, this can be carried out following the calcining described in step (iii) above. Alternatively, it is possible to apply the at least one promoter together with the silver compound on the support.
  • embodiments are encompassed in which the at least one promoter, that is to say, for example, five different promoters, four different promoters, three different promoters, two different promoters or a promoter, are applied to the support and the support treated in this way is subsequently as above is calcined to obtain a catalyst according to the invention.
  • the present invention also describes a process for preparing a catalyst, and the catalyst obtainable by this process, comprising the steps of (i) providing a support having a BET constant C in the range from 0 to 800, determined in accordance with DIN ISO 9277, (ii) applying silver and at least one promoter on the support by applying a solution containing silver and the at least one promoter, and (iii) calcining the optionally dried support according to (ii).
  • the promoters are preferably applied together with silver in step (ii).
  • the catalysts of the invention or the catalysts obtainable by a process according to the invention are particularly suitable as catalysts for the production of ethylene oxide from ethylene, comprising an oxidation of ethylene. High selectivities and good activities are achieved.
  • the present invention therefore also relates in a further aspect to a process for the production of ethylene oxide from ethylene comprising an oxidation of ethylene in the presence of a catalyst for the production of ethylene oxide comprising silver supported on a support, the support having a BET constant C in the range of 0 to 800, determined according to DIN ISO 9277, or in the presence of a catalyst obtainable by a process for the preparation of a catalyst for the production of ethylene oxide as described above.
  • the present invention therefore also relates to the process for the production of ethylene oxide from ethylene, comprising an oxidation of ethylene as described above, wherein the catalyst additionally contains rhenium.
  • the present invention also relates to the use of a catalyst for the production of ethylene oxide, at least comprising silver, supported on a support, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800, determined according to DIN ISO 9277.
  • the epoxidation can take place according to all methods known to the person skilled in the art.
  • Any of the reactors which can be used in the ethylene oxide preparation processes of the prior art can be used here, for example externally cooled tube bundle reactors (compare Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, Vol. A-10, pages 1 17-135, 123-125 , VCH-Verlagsgesellschaft, Weinheim 1987,) or reactors with loose catalyst bed and cooling tubes, for example, the reactors described in DE-A 3414717, EP 0082609 and EP-A 0339748.
  • the epoxidation takes place in at least one tubular reactor, preferably in a tube bundle reactor.
  • the catalyst according to the invention can be used either alone or in admixture with other catalysts in a combined or structured catalyst bed.
  • inert gases such as nitrogen or gases behaving inertly under the reaction conditions such as water vapor, methane and optionally reaction moderators, for example halides, hydrocarbons such as ethyl chloride, vinyl chloride or 1, 2-dichloroethane can be admixed with the reaction gas containing ethylene and molecular oxygen.
  • reaction moderators for example halides, hydrocarbons such as ethyl chloride, vinyl chloride or 1, 2-dichloroethane
  • the oxygen content of the reaction gas is in a range in which no explosive gas mixtures are present.
  • a suitable composition of the reaction gas for the production of ethylene oxide may, for.
  • the oxygen content of the reaction gas is expediently in a range of at most 10 vol .-%, preferably of at most 9 vol .-%, more preferably of at most 8 vol .-%, and most preferably of at most 7 vol .-%, based on the total volume of the reaction gas.
  • the reaction gas contains a chlorine-containing reaction moderator such as ethyl chloride, vinyl chloride or dichloroethane in an amount of 0 to 15 ppm, preferably in an amount of 0, 1 to 8 ppm.
  • the remainder of the reaction gas usually consists of hydrocarbons, such as methane, or of inert gases such as nitrogen.
  • other substances such as water vapor, carbon dioxide or noble gases may be contained in the reaction gas.
  • the components of the reaction mixture described above may optionally each have small amounts of impurities.
  • ethylene may be used at any purity level suitable for the gas phase oxidation of the present invention. Suitable levels of purity include, but are not limited to, polymer grade ethylene, which typically has a purity of at least 99%, and chemical grade ethylene which has low purity, typically less than 95%.
  • the impurities typically consist mainly of ethane, propane and / or propene.
  • the epoxidation is usually carried out at elevated temperature.
  • Preferred are temperatures in the range of 150 to 350 ° C, more preferably in the range of 180 to 300 ° C, more preferably in the range of 190 to 280 ° C, and particularly preferably in the range of 200 to 280 ° C.
  • the present invention also relates to a process as described above, wherein the oxidation takes place at a temperature in the range of 180 to 300 ° C, preferably in the range of 200 to 280 ° C.
  • the invention likewise relates to the catalyst which can be prepared by this process.
  • the oxidation is carried out at a pressure in the range of 5 bar to 25 bar, preferably at a pressure in the range of 10 bar to 20 bar and in particular in the range of 14 bar to 20 bar.
  • the present invention also relates to a process as described above, wherein the oxidation takes place at a pressure in the range of 14 bar to 20 bar.
  • the invention likewise relates to the catalyst which can be prepared by this process.
  • the oxidation is carried out in a continuous process.
  • a GHSV gas hourly space velocity
  • the size / average area of the reactor the shape and size of the catalyst, which are preferably in the range of 800 to 10,000 / h, preferably in the range of 2,000 to 6,000 / h, more preferably in the range of 2,500 to 5,000 / h, the data relating to the volume of the catalyst.
  • the production of ethylene oxide from ethylene and oxygen can be carried out in a cyclic process.
  • the reaction mixture is circulated through the reactor, where after each pass the newly formed ethylene oxide and the by-products formed in the reaction are removed from the product gas stream, which is fed back into the reactor after addition of the required amounts of ethylene, oxygen and Mattersmoderatoren becomes.
  • the separation of the ethylene oxide from the product gas stream and its work-up can be carried out according to the customary processes of the prior art (compare Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, Vol. A-10, pages 1 17-135, 123-125 VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1987).
  • the present invention accordingly also relates to the use of a catalyst for the production of ethylene oxide, at least comprising silver, applied to a support, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800, determined according to DIN ISO 9277, or as described above, the use of a catalyst obtainable by a process for producing a catalyst for the production of ethylene oxide as described above, as a catalyst for the production of ethylene oxide.
  • Catalysts were prepared starting from 5 different carriers, the carriers differing in their C values, determined in accordance with DIN ISO 9277:
  • composition of the carrier is shown in Table 1.
  • deionized water demineralized water
  • deionized water demineralized water
  • the solution was heated to 40.degree. 402.62 g of potassium hydroxide solution (47.8%) were mixed with 1.2 L of deionized water.
  • 216.31 g of oxalic acid were added and completely dissolved and the solution was heated to 40 ° C.
  • the resulting solution was allowed to stir for 1 h at 40 ° C.
  • the precipitated silver oxalate was filtered off and washed the filter cake obtained with 1 L portions of water (about 10 L) until it was potassium or nitrate-free (determined by conductivity measurement of the washing solution, potassium or nitrate-free in the present case means a conductivity ⁇ 40 ⁇ 5 / ⁇ " ⁇ )
  • the water was removed as completely as possible from the filter cake and the residual moisture of the filter cake was determined to give 620 g of silver oxalate with a water content of 20.80%.
  • the resulting solution received 29.14% by weight of silver, calculated as element, and had a density of 1.532 g / mL.
  • the solution obtained according to procedure 1.2 was dropped onto the support within 15 minutes, and then the impregnated support was allowed to rotate for a further 15 minutes in vacuo. Thereafter, the support was left for 1 h at room temperature and atmospheric pressure in the apparatus and mixed gently every 15 min.
  • the impregnated support was treated for 12 minutes at 283 ° C. under 8.3 m 3 of air per hour in a circulating air oven (HORO, type 129 ALV-SP, make no .: 53270).
  • the resulting catalyst rings were coarsely crushed in a porcelain dish with the mortar. Subsequently, the comminuted material was brought to the desired particle size fraction (500-900 ⁇ m) by means of a screening machine, round sieve and balls. Very hard rings were completely crushed with the mortar and then sieved.
  • the epoxidation was carried out in a test reactor consisting of a vertical stainless steel reaction tube having an inner diameter of 6 mm and a length of 2200 mm.
  • the jacketed reaction tube was heated with hot oil of temperature T flowing through the jacket. With a very good approximation, the temperature of the oil corresponds to the temperature in the reaction tube and thus the reaction temperature.
  • the catalyst was used in the form of catalyst split.
  • the reaction tube was from bottom to top at a height of 212 mm with inert Steatite balls (1, 0-1, 6 mm), above at a height of 1 100 mm with 38.2 g of catalyst chippings, particle size 0.5-0.9 mm, and above at a height of 707 mm with inert steatite balls (1 , 0 - 1, 6 mm) filled.
  • the inlet gas entered the reactor from above and at the bottom, after passing through the catalyst bed again.
  • the input gas consisted of 35 vol.% Ethylene, 7 vol.% Oxygen, 1 vol.% C0 2 (EC (ethylene chloride) moderation). At the beginning, 2.5 ppm EC was used for start-up. Depending on the catalyst and performance, the EC concentration was increased every 24 h to a maximum of 4 ppm. The remainder of the input gas was methane.
  • the experiments were carried out at a pressure of 15 bar and a gas load (GHSV) of 4750 / h and a space-time yield of 250 kg EO / (m 3 (Kat) xh).
  • GHSV gas load
  • the reaction temperature was controlled according to the specified ethylene oxide exhaust gas concentration of 2.7%.
  • ethylene oxide exhaust gas concentration 2.7%.
  • 2.2 and 4.0 ppm of ethylene chloride were added as a moderator to the input gas.
  • the gas leaving the reactor was analyzed by online MS.
  • the selectivity was determined from the analysis results.
  • the catalysts marked with * are comparative examples.

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Abstract

Catalyst for the production of ethylene oxide, at least comprising silver applied to a carrier, said carrier having a BET constant ranging from 0 to 800 as per DIN ISO 9277.

Description

Katalysator für die Herstellung von Ethylenoxid  Catalyst for the production of ethylene oxide
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator zur Herstellung von Ethylenoxid, mindestens umfassend Silber, aufgebracht auf einem Träger, wobei der Träger eine BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800 aufweist und wobei die Konstante gemäß DIN ISO 9277 bestimmt wird. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung diesen Katal- satorträger an sich. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Katalysators sowie den Katalysator, herstellbar durch dieses Verfahren und die Verwendung des Katalysators zur Oxidation von Ethen zu Ethylenoxid. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Ethylenoxid aus Ethylen, umfassend eine Oxidation von Ethylen in Gegenwart des genannten Katalysators. The present invention relates to a catalyst for the preparation of ethylene oxide, at least comprising silver, supported on a support, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800 and wherein the constant is determined according to DIN ISO 9277. Furthermore, the present invention relates to this cata- carrier in itself. Moreover, the present invention relates to a process for the preparation of the catalyst and the catalyst, which can be prepared by this process and the use of the catalyst for the oxidation of ethene to ethylene oxide. Moreover, the present invention relates to a process for the production of ethylene oxide from ethylene, comprising an oxidation of ethylene in the presence of said catalyst.
Ethylenoxid ist eine wichtige Grundchemikalie und wird industriell häufig durch Direkto- xidation von Ethylen mit Sauerstoff in Gegenwart von Silber enthaltenden Katalysatoren hergestellt. Häufig werden Trägerkatalysatoren verwendet, auf die das katalytisch aktive, metallische Silber mittels eines geeigneten Verfahrens aufgebracht wurde. Als Trägermaterial können grundsätzlich verschiedene poröse Materialien, wie z. B. Aktivkohle, Titan, Zirkonium oder Siliziumdioxid oder keramische Massen oder Mischungen dieser Materialien eingesetzt werden. In der Regel wird alpha-Aluminiumoxid als Träger verwendet. Beispielhaft für die Direktoxidation von Ethen seien die DE-A-2300512, DE-A 2521906, EP-A-0014457, DE-A-2454972, EP-A-0172565, EP-A-0357293, EP-A- 0266015, EP-A-001 1356, EP-A-0085237, DE 2560684 oder die DE-A-2753359 genannt. Ethylene oxide is an important basic chemical and is often produced industrially by direct oxidation of ethylene with oxygen in the presence of silver-containing catalysts. Frequently, supported catalysts are used to which the catalytically active metallic silver has been applied by a suitable method. As a carrier material can in principle different porous materials such. As activated carbon, titanium, zirconium or silica or ceramic compositions or mixtures of these materials can be used. As a rule, alpha-alumina is used as the carrier. Exemplary of the direct oxidation of ethene are DE-A-2300512, DE-A 2521906, EP-A-0014457, DE-A-2454972, EP-A-0172565, EP-A-0357293, EP-A-0266015, EP -A-001 1356, EP-A-0085237, DE 2560684 or DE-A-2753359.
Neben Silber als Aktivkomponente enthalten diese Katalysatoren oftmals Promotoren zur Verbesserung der katalytischen Eigenschaften. Beispielhaft seien Alkali- und/oder Erdalkalimetallverbindungen als Promotoren genannt. Einige Schriften lehren die Verwendung von Übergangsmetallen wie Wolfram oder Molybdän. Ein besonders bevorzugter Promotor zur Beeinflussung der Aktivität und Selektivität von Katalysatoren ist Rhenium. Katalysatoren, die Rhenium und/oder andere Übergangsmetallpromotoren in Kombination mit Alkali- und/oder Erdalkalimetallverbindungen enthalten, werden aufgrund ihrer hohen Selektivität bevorzugt industriell eingesetzt. Unter Selektivität ist der molare Prozentsatz an Ethylen, der zu Ethylenoxid reagiert, zu verstehen. Die Aktivität wird durch die Ethylenoxid-Konzentration im Reaktorausgang bei ansonsten konstanten Bedingungen, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Gasmenge, Katalysatormenge usw. charakterisiert. Je höher die Ethylenoxid-Konzentration im Reaktorausgangsstrom ist, desto höher ist die Aktivität des Katalysators. Je niedriger die zum Erreichen einer bestimmten Alkylenoxidkonzentration erforderliche Temperatur ist, desto höher ist die Aktivität. Zum Erreichen einer hohen Selektivität wird üblicherweise die Kombination des Aktivmetalls mit den Promotoren sowie die Zusammensetzung des Trägers aufeinander abgestimmt, um Katalysatoren mit möglichst guten Eigenschaften zu erhalten. In addition to silver as an active component, these catalysts often contain promoters to improve the catalytic properties. By way of example, alkali metal and / or alkaline earth metal compounds may be mentioned as promoters. Some writings teach the use of transition metals such as tungsten or molybdenum. A particularly preferred promoter for influencing the activity and selectivity of catalysts is rhenium. Catalysts containing rhenium and / or other transition metal promoters in combination with alkali and / or alkaline earth metal compounds are preferably used industrially because of their high selectivity. By selectivity is meant the molar percentage of ethylene that reacts to ethylene oxide. The activity is characterized by the ethylene oxide concentration in the reactor outlet under otherwise constant conditions, such as temperature, pressure, gas quantity, amount of catalyst, etc. The higher the ethylene oxide concentration in the reactor output stream, the higher the activity of the catalyst. The lower the temperature required to reach a given alkylene oxide concentration, the higher the activity. To achieve a high selectivity, it is usual to use the combination of the active metal with the promoters and the composition of the carrier coordinated to obtain catalysts with the best possible properties.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, neue Katalysatoren für die Epoxidation von Ethylen bereitzustellen, die vorteilhafte Aktivitäten und/oder Selektivitäten aufweisen. Starting from this prior art, it was an object of the present invention to provide novel catalysts for the epoxidation of ethylene which have advantageous activities and / or selectivities.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag darin, geeignete Träger für die Herstellung von Katalysatoren bereitzustellen, die für die Epoxidation von Ethylen besonders vorteilhafte Eigenschaftsprofile aufweisen. Another object of the present invention was to provide suitable supports for the preparation of catalysts which have particularly advantageous property profiles for the epoxidation of ethylene.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Katalysator für die Herstellung von Ethylenoxid, umfassend Silber, aufgebracht auf einen Träger, wobei der Träger eine BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800 hat, bestimmt gemäß DIN ISO 9277, gelöst. Überraschend wurde gefunden, dass die Verwendung von Trägern mit einer BET- Konstante C in einem bestimmten Bereich zu besonders vorteilhaften Eigenschaften des erhaltenen Katalysators führt. Insbesondere zeigen die Katalysatoren vorteilhafte Selektivitäten bei der Herstellung von Ethylenoxid. According to the invention, this object is achieved by a catalyst for the production of ethylene oxide, comprising silver, applied to a support, the support having a BET constant C in the range from 0 to 800, determined in accordance with DIN ISO 9277. Surprisingly, it has been found that the use of supports having a BET constant C in a certain range leads to particularly advantageous properties of the resulting catalyst. In particular, the catalysts show advantageous selectivities in the production of ethylene oxide.
Demnach betrifft die Erfindung einen Katalysator zur Herstellung von Ethylenoxid, umfassend Silber, aufgebracht auf einen Träger, wobei der Träger eine BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800 hat, bestimmt gemäß DIN ISO 9277. Accordingly, the invention relates to a catalyst for the production of ethylene oxide, comprising silver, applied to a support, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800, determined in accordance with DIN ISO 9277.
Weiterhin betrifft die Erfindung den Träger an sich, also einen Katalysatorträger für einen Katalysator zur Herstellung von Ethylenoxid, wobei der Träger eine BET- Konstante C im Bereich von 0 bis 800 hat, bestimmt gemäß DIN ISO 9277. Furthermore, the invention relates to the carrier per se, ie a catalyst support for a catalyst for the production of ethylene oxide, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800, determined according to DIN ISO 9277.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Herstellung von Ethylenoxid, sowie den Katalysator, herstellbar durch dieses Verfahren, wobei das Verfahren die Schritte umfasst Furthermore, the invention relates to a process for the preparation of a catalyst for the production of ethylene oxide, and to the catalyst preparable by this process, the process comprising the steps
(i) Bereitstellen eines Trägers mit einer BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800, bestimmt gemäß DIN ISO 9277, und  (i) providing a support having a BET constant C in the range of 0 to 800, determined in accordance with DIN ISO 9277, and
(ii) Aufbringen von Silber auf dem Träger gemäß (i).  (ii) applying silver to the support according to (i).
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators oder des Katalysators, herstellbar durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Epoxidation von Ethylen. Furthermore, the invention relates to the use of the catalyst or catalyst according to the invention, which can be prepared by the process according to the invention for the epoxidation of ethylene.
Was die Herstellung des Katalysators betrifft, eignen sich generell alle Verfahren, bei denen Silber in geeigneter Weise auf dem Träger aufgebracht wird. Hierbei wird bevorzugt mindestens ein Gemisch enthaltend Silber beispielsweise durch Tränk- oder Sprüh- oder Mischverfahren auf dem Träger, wie weiter unten detaillierter beschrieben wird, aufgebracht. As far as the preparation of the catalyst is concerned, generally all processes are suitable in which silver is suitably applied to the carrier. Here, preferably at least one mixture containing silver, for example, by impregnation or Spray or mixing method on the support, as described in more detail below, applied.
Was den Träger betrifft, so zeichnet sich dieser durch eine BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800, bevorzugt im Bereich von 0 bis 700, weiter bevorzugt im Bereich von 0 bis 600, weiter bevorzugt im Bereich von 25 bis 500 und besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 450 aus. Die BET-Konstante C (auch der C-Wert) wird dabei gemäß DIN ISO 9277 (Mai 2003) bestimmt. As for the carrier, it is characterized by a BET constant C in the range of 0 to 800, preferably in the range of 0 to 700, more preferably in the range of 0 to 600, further preferably in the range of 25 to 500 and more preferably ranging from 50 to 450. The BET constant C (also the C value) is determined according to DIN ISO 9277 (May 2003).
Die C-Wert-Bestimmung basiert auf dem Verfahren von Brunnauer, Emmet und Teller zur Bestimmung der gesamten spezifischen Oberfläche poröser Feststoffe durch Messung der physisorbierten Gasmenge (BET) wie im Journal of the American Chemical Society, Bd. 60, S. 301 -319 (1938) beschrieben. Für die Physisorption von Gasen haben Brunnauer, Emmet und Teller sowohl aus einem gaskinetischen wie aus einem statistischen Modell eine einfache Beziehung zwischen Gasdruck und absorbierter Gasmenge hergeleitet, die als BET-Isotherme bezeichnet wird. Die Beziehung ergibt sich aus der Formel
Figure imgf000004_0001
wobei V das Molvolumen des Adsorbtivs, d.h. des zu adsorbierenden gasförmigen, flüssigen oder gelösten Stoffes ist. VM ist das zur Bildung einer Monoschicht erforderliche Gasvolumen, pr = p/p0, also der Relativdruck, p ist der Gleichgewichtsdruck, p0 der Sättigungsdampfdruck des Gases bei der Messtemperatur. C ist die BET-Konstante, für die der Zusammenhang gilt:
Figure imgf000004_0002
wobei E-ι die Adsorptionsenergie bei Bildung der ersten Schicht, EL die Adsorptionsenergie der zweiten und höheren Schichten, A der kinetische Faktor, und R die Gaskonstante ist. T steht für die jeweilige Temperatur in Kelvin.
The C-value determination is based on the method of Brunnauer, Emmet and Teller for determining the total specific surface area of porous solids by measuring the physisorbed amount of gas (BET) as in Journal of the American Chemical Society, Vol. 60, pp. 301-319 (1938). For the physisorption of gases, Brunnauer, Emmet, and Teller have derived a simple relationship between gas pressure and absorbed gas amount, referred to as the BET isotherm, from both a gas kinetic and a statistical model. The relationship results from the formula
Figure imgf000004_0001
where V is the molar volume of Adsorbtivs, ie, the adsorbed gaseous, liquid or solute. V M is the volume of gas required to form a monolayer, p r = p / p 0 , ie the relative pressure, p is the equilibrium pressure, p 0 is the saturation vapor pressure of the gas at the measurement temperature. C is the BET constant to which the relationship applies:
Figure imgf000004_0002
where E-ι is the adsorption energy when forming the first layer, E L is the adsorption energy of the second and higher layers, A is the kinetic factor, and R is the gas constant. T stands for the respective temperature in Kelvin.
Der C-Wert beinhaltet eine Aussage über die Wechselwirkungsenergie des Adsorbats mit dem Träger und gibt Informationen über die Polarität der Trägeroberfläche. Kleine C-Werte sind charakteristisch für unpolare Flächen, wohingegen große C-Werte ein Indiz für stark polare bzw. mikroporöse Flächen sind. Der C-Wert ist beispielsweise abhängig von der Zusammensetzung des Trägers, Acidität der Oberfläche und der Porosität sowie der Form der Poren. So haben beispielsweise die bei der Herstellung des Trägers eingesetzten Kalzinationsbedingungen oder der Zusatz polarer Verbindungen (Siliziumzusätze) bzw. unpolarer Verbindungen (z.B. Wachse) zum Trägermaterial einen Einfluß auf den C-Wert. Erfindungsgemäß geeignete Träger lassen sich nach aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren herstellen. Beispielhaft seien etwa US 2009/0198076 A1 , WO 2006/133187, WO 03/072244, US 2005/0096219 A1 , oder EP 0 496 386 B2 genannt. The C value contains information about the interaction energy of the adsorbate with the carrier and gives information about the polarity of the carrier surface. Small C values are characteristic of non-polar areas, whereas large C values are indicative of highly polar or microporous areas. The C value depends, for example, on the composition of the support, the acidity of the surface and the porosity and the shape of the pores. For example, the calcination conditions used in the preparation of the carrier or the addition of polar compounds (silicon additives) or nonpolar compounds (eg waxes) to the carrier material have an influence on the C value. Suitable supports according to the invention can be prepared by processes known from the prior art. Examples include US 2009/0198076 A1, WO 2006/133187, WO 03/072244, US 2005/0096219 A1, or EP 0 496 386 B2.
Beispiele für geeignete inerte Trägermaterialien sind Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Siliziumcarbid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid und Mischungen daraus, wobei Aluminiumoxid bevorzugt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung demnach einen Katalysator, wie oben beschrieben, bzw. einen Träger wie oben beschrieben, wobei der Träger ein Aluminiumoxidträger ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch einen wie oben beschriebenen Katalysator, herstellbar nach dem oben beschriebenen Verfahren, wobei der Träger ein Aluminiumoxidträger ist. Examples of suitable inert support materials are alumina, silica, silicon carbide, titania, zirconia, and mixtures thereof, with alumina being preferred. According to a preferred embodiment, the present invention accordingly relates to a catalyst as described above or a support as described above, wherein the support is an alumina support. Furthermore, the present invention also relates to a catalyst as described above, preparable by the method described above, wherein the carrier is an alumina carrier.
Der Begriff Aluminiumoxid, wie vorliegend verwendet, umfasst alle denkbaren Strukturen wie alpha-, gamma- oder tetha-Aluminiumoxid. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger ein alpha-Aluminiumoxidträger. Demnach betrifft die vorliegende Erfindung auch ein wie oben beschriebenes Verfahren und einen Katalysator bzw. einen Träger, herstellbar durch das Verfahren, wobei der Träger ein alpha- Aluminiumoxid ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch einen wie oben beschriebenen Katalysator an sich, wobei der Träger ein alpha-Aluminiumoxidträger ist. The term alumina, as used herein, includes all conceivable structures such as alpha, gamma or tetha alumina. According to a preferred embodiment, the carrier is an alpha alumina carrier. Accordingly, the present invention also relates to a process as described above and to a catalyst or carrier preparable by the process, wherein the support is an alpha-alumina. Furthermore, the present invention also relates to a catalyst as described above, wherein the carrier is an alpha-alumina carrier.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform hat das alpha-Aluminiumoxid eine Reinheit von mindestens 75 %, bevorzugt eine Reinheit von mindestens 80 %, weiter bevorzugt eine Reinheit von mindestens 85 %, weiter bevorzugt eine Reinheit von mindestens 90 %, weiter bevorzugt eine Reinheit von mindestens 98 %, weiter bevorzugt eine Reinheit von mindestens 98,5 %, und besonders bevorzugt eine Reinheit von mindestens 99 %. According to a further preferred embodiment, the alpha-alumina has a purity of at least 75%, preferably a purity of at least 80%, more preferably a purity of at least 85%, more preferably a purity of at least 90%, more preferably a purity of at least 98 %, more preferably a purity of at least 98.5%, and most preferably a purity of at least 99%.
Der Begriff alpha-Aluminiumoxid umfasst demnach auch alpha-Aluminiumoxide, die weitere Bestandteile enthalten, beispielsweise Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zirkon, Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Silizium, Zink, Gallium, Hafnium, Bor, Fluor, Kupfer, Nickel, Mangan, Eisen, Cer, Titan, Chrom und Gemischen aus zwei oder mehreren dieser Elemente. The term alpha-alumina therefore also includes alpha-aluminas containing further constituents, for example elements selected from the group consisting of zirconium, alkali metals, alkaline earth metals, silicon, zinc, gallium, hafnium, boron, fluorine, copper, nickel, manganese, iron , Cerium, titanium, chromium and mixtures of two or more of these elements.
Im Allgemeinen kann ein geeigneter Katalysatorträger für die vorliegende Erfindung durch Mischen des Aluminiumoxids mit Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit mit einem Ausbrennmaterial oder einem Porenbildner und mindestens einem Bindemittel hergestellt werden. Geeignete Porenbildner sind beispielsweise Cellulose und Cellulosederivate, wie z.B. Methylcellulose, Ethylcellulose, Carboxymethylcellu- lose, oder Polyolefine, wie Polyethylene und Polypropylene, oder natürliche Ausbrennmaterialien wie z.B. Walnussschalenmehl. Die Porenbildner werden so gewählt, dass sie bei den gewählten Ofentemperaturen der Kalzination vom Aluminiumoxid zum fertigen alpha-Aluminiumoxidträger vollständig ausgebrannt werden. Geeignete Bindemittel bzw. Verstrangungs-, Extrusionshilfsmittel sind beispielsweise in EP 0 496 386 B2 beschrieben. Zu nennen sind beispielhaft Aluminiumoxid-Gele mit Salpetersäure oder Essigsäure, Cellulose, z.B. Methyl-, Ethylcellulose, oder Carboxyethylcellulose, oder Methyl- oder Ethylstearat, Polyolefinoxide, Wachse und ähnliche. In general, a suitable catalyst support for the present invention can be prepared by mixing the alumina with water or other suitable liquid with a burnout material or a pore former and at least one binder. Suitable pore formers are, for example, cellulose and cellulose derivatives, such as, for example, methylcellulose, ethylcellulose, carboxymethylcellulose. loose, or polyolefins, such as polyethylenes and polypropylenes, or natural burnout materials, such as walnut shell meal. The pore formers are selected to be completely burned out of the alumina to the final alpha alumina support at the selected kiln temperatures of the calcination. Suitable binders or extrusion and extrusion aids are described, for example, in EP 0 496 386 B2. Examples are alumina gels with nitric acid or acetic acid, cellulose, for example methyl, ethyl cellulose, or carboxyethyl cellulose, or methyl or ethyl stearate, polyolefin oxides, waxes and the like.
Die durch Mischen gebildete Paste kann durch Extrusion in die gewünschte Form gebracht werden. Zur Unterstützung des Extrusionsprozesses können Extrusionshilfsmittel verwendet werden. The paste formed by mixing can be made into the desired shape by extrusion. Extrusion aids may be used to assist in the extrusion process.
Üblicherweise wird der wie oben beschrieben erhaltene Formkörper im Anschluss an das Verformen gegebenenfalls getrocknet und unter Erhalt des Aluminiumoxidträgers gemäß (i) calciniert. Das Calcinieren erfolgt üblicherweise bei Temperaturen im Bereich von 1200 °C bis 1600 °C. Es ist gängig, den Aluminiumoxidträger nach dem Calcinieren zu waschen, um lösliche Bestandteile zu entfernen. Usually, the molded article obtained as described above is optionally dried following the molding and calcined to obtain the alumina support according to (i). The calcination is usually carried out at temperatures in the range of 1200 ° C to 1600 ° C. It is common to wash the alumina carrier after calcining to remove soluble ingredients.
Das alpha-Aluminiumoxid kann dabei die Bestandteile in jeder geeigneten Form enthalten, beispielsweise als Element und/oder in Form einer oder mehrerer Verbindungen. Enthält das alpha-Aluminiumoxid dabei einen oder mehrere Bestandteile in Form einer Verbindung, so enthält es dieses beispielsweise als Oxid oder Mischoxid. Somit beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein alpha-Aluminiumoxid enthaltend mindestens einen weiteren Bestandteil ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliziumdioxid, Natriumoxid, Kaliumoxid, Calciumoxid und Magnesiumoxid Nickeloxid, Galliumoxid, Hafniumoxid, Kupferoxid, Eisenoxid und Mischoxiden davon. The alpha-alumina may contain the constituents in any suitable form, for example as an element and / or in the form of one or more compounds. If the alpha-alumina contains one or more constituents in the form of a compound, it contains this, for example, as oxide or mixed oxide. Thus, the present invention also describes an alpha alumina containing at least one further constituent selected from the group consisting of silica, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide and magnesium oxide, nickel oxide, gallium oxide, hafnium oxide, copper oxide, iron oxide and mixed oxides thereof.
Was die Menge der weiteren Bestandteile betrifft, so liegt der Gesamtgehalt der weiteren Bestandteile bevorzugt in einem Bereich von weniger als 25 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 20 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 15 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 10 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 2 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 1 ,5 Gew.-% und besonders bevorzugt weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers. As regards the amount of the further constituents, the total content of the further constituents is preferably in a range of less than 25% by weight, more preferably less than 20% by weight, more preferably less than 15% by weight, more preferably less than 10% by weight, more preferably less than 5% by weight, more preferably less than 2% by weight, more preferably less than 1.5% by weight and particularly preferably less than 1% by weight, based on the total weight of the carrier.
Enthält der Träger beispielsweise Silicium, so enthält es dieses bevorzugt in einer Menge im Bereich von 50 bis 10000 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 50 bis 5000 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 50 bis 800 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element. Enthält der Träger beispielsweise Alkalimetalle, so enthält es diese bevorzugt in einer Gesamtmenge im Bereich von 10 bis 2500 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 1000 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 50 bis 850 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element. Gemäß einer Aus- führunsgform enthält der Träger mindestens ein Alkalimetall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium und Kalium. Enthält der Träger beispielsweise Natrium, so enthält es dieses bevorzugt in einer Menge im Bereich von 10 bis 1500 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 800 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 500 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element. Enthält der Träger beispielsweise Kalium, so enthält es dieses bevorzugt in einer Menge im Bereich von 10 bis 1000 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 500 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 300 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Träger beispielsweise Natrium in einer Menge von 10 bis 1500 ppm und Kalium in einer Menge von 10 bis 1000 ppm. For example, when the carrier contains silicon, it preferably contains it in an amount in the range of 50 to 10,000 ppm, more preferably in an amount of 50 to 5,000 ppm, further preferably in an amount of 50 to 800 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element. For example, if the carrier contains alkali metals, it preferably contains them in a total amount in the range of 10 to 2500 ppm, more preferably in an amount of 10 to 1000 ppm, further preferably in an amount of 50 to 850 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element. According to one embodiment, the carrier contains at least one alkali metal selected from the group consisting of sodium and potassium. For example, when the carrier contains sodium, it preferably contains it in an amount in the range of 10 to 1500 ppm, more preferably in an amount of 10 to 800 ppm, further preferably in an amount of 10 to 500 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element. For example, if the carrier contains potassium, it preferably contains it in an amount in the range of 10 to 1000 ppm, more preferably in an amount of 10 to 500 ppm, further preferably in an amount of 10 to 300 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element. For example, according to one embodiment of the invention, the carrier contains sodium in an amount of 10 to 1500 ppm and potassium in an amount of 10 to 1000 ppm.
Demnach beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein wie oben beschriebenes Verfahren zur Herstellung eines Katalysators und einen Katalysator, herstellbar durch dieses Verfahren, wobei der Träger Natrium in einer Menge von 10 bis 1500 ppm, Kalium in einer Menge von 10 bis 1000 ppm und Cäsium in einer Menge von 0 bis 1000 ppm, besonders bevorzugt wobei der Träger Natrium in einer Menge 10 bis 500 ppm, Kalium in einer Menge von 10 bis 300 ppm und Cäsium in einer Menge von 0 bis 100 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element, umfasst. Weiterhin beschreibt die Erfindung einen Katalysator herstellbar durch dieses Verfahren sowie den Träger an sich. Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch einen wie oben beschriebenen Katalysator sowie einen wie oben beschriebenen Träger an sich, wobei der Träger Natrium in einer Menge von 10 bis 1500 ppm, Kalium in einer Menge von 10 bis 1000 ppm und Cäsium in einer Menge von 0 bis 100 ppm, besonders bevorzugt Natrium in einer Menge 10 bis 500 ppm, Kalium in einer Menge von 10 bis 300 ppm und Cäsium in einer Menge von 0 bis 100 ppm, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element, umfasst. Accordingly, the present invention also describes a process for preparing a catalyst and a catalyst as described above, preparable by this process, wherein the carrier sodium in an amount of 10 to 1500 ppm, potassium in an amount of 10 to 1000 ppm and cesium in a Amount of 0 to 1000 ppm, more preferably wherein the carrier sodium in an amount of 10 to 500 ppm, potassium in an amount of 10 to 300 ppm and cesium in an amount of 0 to 100 ppm, based on the total weight of the carrier and calculated as Element comprising. Furthermore, the invention describes a catalyst preparable by this method and the carrier itself. Likewise, the present invention also relates to a catalyst as described above and a carrier as described above, wherein the carrier sodium in an amount of 10 to 1500 ppm, potassium in an amount of 10 to 1000 ppm and cesium in an amount of 0 to 100 ppm, more preferably sodium in an amount of 10 to 500 ppm, potassium in an amount of 10 to 300 ppm and cesium in an amount of 0 to 100 ppm, each based on the total weight of the carrier and calculated as element comprises.
Enthält der Träger beispielsweise Erdalkalimetalle, so enthält es diese bevorzugt in einer Gesamtmenge im Bereich von maximal 2500 ppm, beispielsweise im Bereich von 10 bis 2500 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 1200 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 700 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element. Gemäß einer Ausführungsform enthält der Träger mindestens ein Erdalkalimetall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Calcium und Magnesium. Enthält der Träger beispielsweise Calcium, so enthält es dieses bevorzugt in einer Menge im Bereich von 10 bis 1500 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 1000 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 500 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element. Enthält der Träger beispielsweise Magnesium, so enthält es dieses bevorzugt in einer Menge im Bereich von 10 bis 800 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 500 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 10 bis 250 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element. If the carrier contains, for example, alkaline earth metals, it preferably contains these in a total amount in the range of at most 2500 ppm, for example in the range from 10 to 2500 ppm, more preferably in an amount of from 10 to 1200 ppm, more preferably in an amount of from 10 to 700 ppm, based on the total weight of the carrier and calculated as element. In one embodiment, the carrier comprises at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of calcium and magnesium. For example, when the carrier contains calcium, it preferably contains it in an amount in the range of 10 to 1500 ppm, more preferably in an amount of 10 to 1000 ppm, further preferably in an amount of 10 to 500 ppm, based on the Total weight of the carrier and calculated as an element. For example, when the carrier contains magnesium, it preferably contains it in an amount in the range of 10 to 800 ppm, more preferably in an amount of 10 to 500 ppm, further preferably in an amount of 10 to 250 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element.
Demnach beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein wie oben beschriebenes Verfahren zur Herstellung eines Katalysators und einen Katalysator, herstellbar durch dieses Verfahren, wobei der Träger Magnesium in einer Menge von 10 bis 800 ppm, und Calcium in einer Menge von 10 bis 1500 ppm, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element, umfasst. Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch einen wie oben beschriebenen Katalysator sowie einen wie oben beschriebenen Träger an sich, wobei der Träger Magnesium in einer Menge von 10 bis 800 ppm, und Calcium in einer Menge von 10 bis 1500 ppm, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element, umfasst. Besonders bevorzugt umfasst der Träger beispielsweise Natrium in einer Menge von 10 bis 1500 ppm, Kalium in einer Menge von 10 bis 1000 ppm, Magnesium in einer Menge von 10 bis 800 ppm, und Calcium in einer Menge von 10 bis 1500 ppm, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element. Accordingly, the present invention also describes a process for producing a catalyst and a catalyst prepared by this process as described above, wherein the carrier contains magnesium in an amount of 10 to 800 ppm, and calcium in an amount of 10 to 1500 ppm, respectively on the total weight of the carrier and calculated as an element that includes. Likewise, the present invention also relates to a catalyst as described above and a carrier as described above, wherein the carrier magnesium in an amount of 10 to 800 ppm, and calcium in an amount of 10 to 1500 ppm, each based on the total weight of Carrier and calculated as an element, includes. More preferably, the carrier comprises, for example, sodium in an amount of 10 to 1500 ppm, potassium in an amount of 10 to 1000 ppm, magnesium in an amount of 10 to 800 ppm, and calcium in an amount of 10 to 1500 ppm, based on the total weight of the carrier and calculated as an element.
Enthält der Träger beispielsweise Silicium, so enthält es dieses bevorzugt in einer Menge im Bereich von 50 bis 10000 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 50 bis 5000 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 50 bis 600 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers und berechnet als Element. For example, when the carrier contains silicon, it preferably contains it in an amount in the range of 50 to 10,000 ppm, more preferably in an amount of 50 to 5,000 ppm, further preferably in an amount of 50 to 600 ppm based on the total weight of the carrier and calculated as an element.
Ein gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugter Träger, ist beispielsweise ein al- pha-Aluminiumoxid in einer Reinheit von mindestens 90 %, welcher 50 bis 10000 ppm Silizium, von 10 bis 1500 ppm Natrium und von 10 bis 2500 ppm an Erdalkalimetallen insgesamt, jeweils berechnet als Element und bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers, umfasst. Bevorzugt umfasst der Träger als Erdalkalimetall Calcium und/oder Magnesium. Besonders bevorzugt ist ein alpha-Aluminiumoxid in einer Reinheit von mindestens 98 Gew.-%, welcher 50 bis 5000 ppm Silizium, 10 bis 800 ppm Natrium und 10 bis 700 ppm an Erdalkalimetallen insgesamt, jeweils berechnet als Element und bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers, umfasst. A support preferred according to the present invention is, for example, an alpha-alumina in a purity of at least 90%, which calculates 50 to 10,000 ppm of silicon, 10 to 1500 ppm of sodium and 10 to 2500 ppm of total alkaline earth metals, respectively Element and based on the total weight of the carrier. The support preferably comprises calcium and / or magnesium as the alkaline earth metal. Particularly preferred is an alpha-alumina in a purity of at least 98 wt .-%, which 50 to 5000 ppm silicon, 10 to 800 ppm of sodium and 10 to 700 ppm of alkaline earth metals in total, each calculated as an element and based on the total weight of the carrier , includes.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Träger weisen bevorzugt eine BET-Oberfläche, bestimmt gemäß DIN ISO 9277, von 0,1 bis 5 m2/g auf, weiter bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 2 m2/g, weiter bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 1 ,5 m2/g, weiter bevorzugt im Bereich von 0,6 bis 1 ,3 m2/g, und besonders bevorzugt im Bereich von 0,6 bis 1 ,0 m2/g, bestimmt gemäß DIN ISO 9277. Weiter weisen die erfindungsgemäßen Träger bevorzugt Poren mit Durchmessern im Bereich von 0,1 bis 100 μηη auf, wobei die Porenverteilung monomodal oder polymodal, beispielsweise bimodal, trimodal oder tetramodal sein kann. Vorzugsweise weisen die Träger eine bimodale Porenverteilung auf. Weiter bevorzugt weisen die Träger eine bimodale Porenverteilung mit Peakmaxima im Bereich von 0,1 bis 10 μηη und 15 bis 100 μηη, bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 5 μηη und 17 bis 80 μηη, weiter bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 3 μηη und 20 bis 50 μηη, weiter bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 1 ,5 μηη und 20 bis 40 μηη auf. Die Porendurchmesser werden durch Hg-Porosimetrie (DIN 66133) bestimmt. Der Begriff„bimodale Porenverteilung mit Peakmaxima im Bereich von 0,1 bis 10 μηη und 15 bis 100 μηη", wie oben verwendet, besagt, dass eines der beiden Peakmaxima im Bereich von 0,1 bis 10 μηη liegt und das andere Peakma- ximum im Bereich von 15 bis 100 μηη liegt. The carriers used according to the invention preferably have a BET surface area, determined in accordance with DIN ISO 9277, of 0.1 to 5 m 2 / g, more preferably in the range of 0.1 to 2 m 2 / g, more preferably in the range of 0 , 5 to 1, 5 m 2 / g, more preferably in the range of 0.6 to 1, 3 m 2 / g, and particularly preferably in the range of 0.6 to 1, 0 m 2 / g, determined according to DIN ISO 9277th Furthermore, the supports according to the invention preferably have pores with diameters in the range from 0.1 to 100 μm, it being possible for the pore distribution to be monomodal or polymodal, for example bimodal, trimodal or tetramodal. Preferably, the carriers have a bimodal pore distribution. The supports furthermore preferably have a bimodal pore distribution with peak maxima in the range from 0.1 to 10 μm and 15 to 100 μm, preferably in the range from 0.1 to 5 μm and 17 to 80 μm, more preferably in the range from 0.1 to 3 μηη and 20 to 50 μηη, more preferably in the range of 0.1 to 1, 5 μηη and 20 to 40 μηη on. The pore diameters are determined by Hg porosimetry (DIN 66133). The term "bimodal pore distribution with peak maxima in the range from 0.1 to 10 μηη and 15 to 100 μηη", as used above, means that one of the two peak maxima in the range of 0.1 to 10 μηη and the other peak maximum in the range of 15 to 100 μηη.
Demnach beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein wie oben beschriebenes Verfahren zur Herstellung eines Katalysators und einen Katalysator, herstellbar durch dieses Verfahren, wobei der Träger eine bimodale Porenverteilung aufweist, bevorzugt eine bimodale Porenverteilung mindestens enthaltend Poren mit einem Porendurchmesser im Bereich von 0,1 bis 15 μηη und Poren mit einem Porendurchmesser im Bereich von 15 bis 100 μηη, bestimmt durch Hg Porosimetrie. Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch einen wie oben beschriebenen Katalysator sowie einen wie oben beschriebenen Träger an sich, wobei der Träger eine bimodale Porenverteilung aufweist, bevorzugt eine bimodale Porenverteilung, mindestens enthaltend Poren mit einem Porendurchmesser im Bereich von 0,1 bis 10 μηη und Poren mit einem Porendurchmesser im Bereich von 15 bis 100 μηη, bestimmt durch Hg-Porosimetrie (DIN 66133). Accordingly, the present invention also describes a process as described above for preparing a catalyst and a catalyst preparable by this process, wherein the support has a bimodal pore distribution, preferably a bimodal pore distribution at least containing pores having a pore diameter in the range of 0.1 to 15 μηη and pores with a pore diameter in the range of 15 to 100 μηη, determined by Hg porosimetry. Likewise, the present invention also relates to a catalyst as described above and a carrier as described above, wherein the carrier has a bimodal pore distribution, preferably a bimodal pore distribution, at least containing pores having a pore diameter in the range of 0.1 to 10 μηη and pores with a pore diameter in the range of 15 to 100 μηη, determined by Hg porosimetry (DIN 66133).
Die geometrische Form der Träger ist im Allgemeinen von untergeordneter Bedeutung, zweckmäßigerweise sollten die Träger aber in Form von Partikeln vorliegen, die eine ungehinderte Diffusion der Reaktionsgase an einen möglichst großen Teil der mit der katalytisch aktiven, mit Silberpartikeln belegten und gegebenenfalls mit weiteren Promotoren belegten äußeren und inneren Oberfläche des Trägers ermöglichen. Außerdem muss durch die gewählte geometrische Form des Trägers ein möglichst geringer Druckverlust über die gesamte Reaktorlänge gewährleistet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Träger als Formkörper, beispielsweise als Strang, Hohlstrang, Sternstrang, Kugel, Ring oder Hohlring eingesetzt. Bevorzugt ist der Träger ein Formkörper mit der Geometrie eines Hohlkörpers. Insbesondere bevorzugt sind Zylinder mit folgenden Geometrien (Außendurchmesser x Länge x Innendurchmesser, jeweils angegeben in mm): 5x5x2, 6x6x3, 7x7x3, 8x8x3, 8x8,5x3, 8x8,5x3,5, 8,5x8x3,5, 8,5x8x3, 9x9x3, 9,5x9x3, 9,5x9x3,5. Jede Längenangabe umfasst Toleranzen im Bereich von ± 0,5 mm. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass der Katalysator in Form eines Katalysator- splits eingesetzt wird, der aus einem oder mehreren der genannten Formkörper erhalten wird. The geometrical shape of the carrier is generally of secondary importance, but the carriers should expediently be in the form of particles which allow unimpeded diffusion of the reaction gases over as large a portion of the outer surface occupied by the catalytically active silver-doped and optionally further promoters and inner surface of the carrier. In addition, the smallest possible pressure loss over the entire reactor length must be ensured by the selected geometric shape of the carrier. According to a preferred embodiment, the carrier is used as a shaped body, for example as a strand, hollow strand, star strand, sphere, ring or hollow ring. The carrier is preferably a shaped body with the geometry of a hollow body. Particularly preferred are cylinders with the following geometries (outer diameter x length x inner diameter, in each case in mm): 5x5x2, 6x6x3, 7x7x3, 8x8x3, 8x8.5x3, 8x8.5x3.5, 8.5x8x3.5, 8.5x8x3, 9x9x3, 9.5x9x3, 9.5x9x3.5. Each length specification includes tolerances in the range of ± 0.5 mm. According to the invention it is also possible that the catalyst is used in the form of a catalyst split, which is obtained from one or more of said moldings.
Die Wasserabsorption der Träger liegt beispielsweise im Bereich von 0,35 ml/g bis 0,65 ml/g, bevorzugt im Bereich von 0,42 ml/g bis 0,52 ml/g, bestimmt durch eine Vakuumkaltwasseraufnahme. The water absorption of the carriers is, for example, in the range from 0.35 ml / g to 0.65 ml / g, preferably in the range from 0.42 ml / g to 0.52 ml / g, determined by a vacuum cold water absorption.
Der erfindungsgemäße Katalysator enthält Silber als Aktivmetall. Dabei kann der Katalysator Silber in einer Menge von beispielsweise 5 bis 35 Gew.-%, insbesondere von 10 bis 30 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators und berechnet als Element. The catalyst according to the invention contains silver as the active metal. In this case, the catalyst may contain silver in an amount of, for example, 5 to 35 wt .-%, in particular from 10 to 30 wt .-%, preferably in an amount of 10 to 25 wt .-%, based on the total weight of the catalyst and calculated as an element.
Demnach beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein wie oben beschriebenes Verfahren und einen Katalysator, herstellbar durch das Verfahren, sowie einen wie oben beschriebenen Katalysator an sich, umfassend Silber in einer Menge von 5 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators. Accordingly, the present invention also describes a process as described above and a catalyst preparable by the process, and a catalyst as described above, comprising silver in an amount of 5 to 35 wt .-%, based on the total weight of the catalyst.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Katalysator neben Silber weiterhin mindestens einen Promotor, beispielsweise sechs, fünf, vier, drei oder zwei Promotoren oder einen Promotor. Unter Promotor wird im Rahmen der Erfindung ein Bestandteil des Katalysators verstanden, durch den, im Vergleich zu einem Katalysator, der den Bestandteil nicht enthält, eine Verbesserung in einer oder mehreren kataly- tischen Eigenschaften, z. B. Selektivität, Aktivität, Umsatz und/oder Ausbeute bzw. Raum-, Zeitausbeute erreicht wird. Es sind solche Verbindungen bevorzugt, die unter den Reaktionsbedingungen chemisch weitgehend stabil sind und keine unerwünschten Reaktionen katalysieren. According to a preferred embodiment, in addition to silver, the catalyst furthermore comprises at least one promoter, for example six, five, four, three or two promoters or a promoter. In the context of the invention, promoter is understood as meaning a constituent of the catalyst which, compared with a catalyst which does not contain the constituent, results in an improvement in one or more catalytic properties, eg. B. selectivity, activity, conversion and / or yield or space, time yield is achieved. Preferred compounds which are chemically stable under the reaction conditions and do not catalyze undesirable reactions.
Was den mindestens einen Promotor angeht, sind alle im Stand der Technik bekannten Promotoren denkbar. Bevorzugt ist der mindestens eine Promotor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Mangan, Rhenium, Cadmium, Wolfram, Molybdän, Chrom, Schwefel und Mischungen aus zwei oder mehr davon. Insbesondere bevorzugt enthält der Katalysator mindestens einen Promotor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rhenium, Cäsium, Lithium, Wolfram, Chrom, Mangan, Schwefel und Mischungen aus zwei oder mehr davon. Besonders bevorzugt enthält der Katalysator mindestens Rhenium als Promotor und mindestens einen weiteren Promotor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cäsium, Lithium, Wolfram, Chrom, Mangan, Schwefel und Mischungen aus zwei oder mehr davon. Demnach beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein wie oben beschriebenes Verfahren und einen Katalysator, herstellbar durch das Verfahren, sowie einen wie oben beschriebenen Katalysator an sich, umfassend mindestens Rhenium als Promotor, bevorzugt umfassend Silber in einer Menge von 5 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, und mindestens Rhenium als Promotor. As far as the at least one promoter is concerned, all promoters known in the art are conceivable. Preferably, the at least one promoter is selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, manganese, rhenium, cadmium, tungsten, molybdenum, chromium, sulfur and mixtures of two or more of that. Most preferably, the catalyst contains at least one promoter selected from the group consisting of rhenium, cesium, lithium, tungsten, chromium, manganese, sulfur and mixtures of two or more thereof. The catalyst particularly preferably contains at least rhenium as promoter and at least one further promoter selected from the group consisting of cesium, lithium, tungsten, chromium, manganese, sulfur and mixtures of two or more thereof. Accordingly, the present invention also describes a process as described above and a catalyst preparable by the process, and a catalyst as described above, comprising at least rhenium as a promoter, preferably comprising silver in an amount of 5 to 35 wt .-%, based on the total weight of the catalyst, and at least rhenium as a promoter.
Enthält der Katalysator, wie oben beschrieben, Rhenium, so enthält er Rhenium bevorzugt in einer Menge von 50 bis 600 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 100 bis 450 ppm, weiter bevorzugt in einer Menge von 150 bis 400 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators und berechnet als Element. When the catalyst contains rhenium as described above, it preferably contains rhenium in an amount of 50 to 600 ppm, more preferably in an amount of 100 to 450 ppm, still more preferably in an amount of 150 to 400 ppm by total weight of the catalyst and calculated as element.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält der Katalysator zusätzlich mindestens einen weiteren Promotor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Mangan, Rhenium, Cadmium, Wolfram, Chrom, Molybdän, Schwefel und Mischungen aus zwei oder mehr davon. Besonders bevorzugt enthält der Katalysator zusätzlich mindestens einen Promotor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cäsium, Lithium, Wolfram, Chrom, Mangan, Schwefel und Mischungen aus zwei oder mehr davon und Gemischen aus zwei oder mehr davon. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält der Katalysator mindestens zusätzlich Cäsium, Lithium, Wolfram, und Schwefel, insbesondere enthält der Katalysator Rhenium und zusätzlich Cäsium, Lithium, Wolfram und Schwefel, als Promotoren. According to a particularly preferred embodiment, the catalyst additionally comprises at least one further promoter selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, manganese, rhenium, cadmium, tungsten, chromium, Molybdenum, sulfur and mixtures of two or more thereof. Particularly preferably, the catalyst additionally comprises at least one promoter selected from the group consisting of cesium, lithium, tungsten, chromium, manganese, sulfur and mixtures of two or more thereof and mixtures of two or more thereof. According to a particularly preferred embodiment, the catalyst additionally contains at least cesium, lithium, tungsten, and sulfur, in particular the catalyst contains rhenium and additionally cesium, lithium, tungsten and sulfur, as promoters.
Enthält der Katalysator mindestens einen weiteren Promotor, so enthält er bevorzugt eine Gesamtmenge dieser Promotoren in einer Menge von 10 bis 2000 ppm, bevorzugt jeweils in einer Menge von 10 bis 1500 ppm, weiter bevorzugt jeweils in einer Menge von 50 bis 1300 ppm und besonders bevorzugt jeweils in einer Menge von 80 bis 1300 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators und berechnet als Summe der Elemente. If the catalyst contains at least one further promoter, it preferably contains a total amount of these promoters in an amount of 10 to 2000 ppm, preferably in an amount of 10 to 1500 ppm, more preferably in an amount of 50 to 1300 ppm and more preferably each in an amount of 80 to 1300 ppm, based on the total weight of the catalyst and calculated as the sum of the elements.
Enthält der Katalysator beispielsweise Wolfram, so enthält er dieses bevorzugt in einer Menge von 10 bis 500 ppm, bevorzugt in einer Menge von 50 bis 300 ppm. For example, if the catalyst contains tungsten, it preferably contains it in an amount of 10 to 500 ppm, preferably in an amount of 50 to 300 ppm.
Enthält der Katalysator beispielsweise Cäsium, so enthält er dieses bevorzugt in einer Menge von 20 bis 850 ppm, insbesondere in einer Menge von 100 bis 600 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators und berechnet als Element. If the catalyst contains, for example, cesium, it preferably contains this in an amount of from 20 to 850 ppm, in particular in an amount of from 100 to 600 ppm, based on the total weight of the catalyst and calculated as an element.
Enthält der Katalysator beispielsweise Lithium, so enthält er dieses bevorzugt in einer Menge von 10 bis 450 ppm, insbesondere in einer Menge von 50 bis 300 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators und berechnet als Element. Enthält der Katalysator beispielsweise Schwefel, so enthält er dieses bevorzugt in einer Menge von 5 bis 300 ppm, insbesondere in einer Menge von 5 bis 150 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators und berechnet als Element. For example, when the catalyst contains lithium, it preferably contains it in an amount of 10 to 450 ppm, more preferably in an amount of 50 to 300 ppm, based on the total weight of the catalyst and calculated as an element. For example, if the catalyst contains sulfur, it preferably contains it in an amount of 5 to 300 ppm, more preferably in an amount of 5 to 150 ppm, based on the total weight of the catalyst and calculated as an element.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält der Katalysator Rhenium in einer Menge von 150 bis 450 ppm, Wolfram in einer Menge von 50 bis 300 ppm, Cäsium in einer Menge 100 bis 600 ppm, Lithium in einer Menge von 50 bis 300 ppm und Schwefel in einer Menge von 5 bis 150 ppm. According to a particularly preferred embodiment, the catalyst contains rhenium in an amount of 150 to 450 ppm, tungsten in an amount of 50 to 300 ppm, cesium in an amount of 100 to 600 ppm, lithium in an amount of 50 to 300 ppm and sulfur in one Amount of 5 to 150 ppm.
Was das Aufbringen von Silber betrifft, so kann dieses mit allen Tränk- und Abscheideverfahren des Standes der Technik zur Herstellung von Silberkatalysatoren für die Herstellung von Ethylenoxid auf den Träger aufgebracht werden, wobei diese Verfahren eine oder mehrere Tränk- und Calcinierungsstufen umfassen können. Beispielhaft seien die Herstellungsverfahren für Silberkatalysatoren genannt, wie sie in DE-A 2300512, DE-A 2521906, EP-A 0 014 457, EP-A 0 085 237, EP-A 0 0384 312, DE-A 2454972, DE-A 3321895, EP-A 0 229 465, DE-A 3150205, EP-A 0 172 565 und EP-A 0 357 293 offenbart sind. As regards the application of silver, it may be applied to the support by any of the prior art impregnation and deposition processes for preparing silver catalysts for the production of ethylene oxide, which processes may comprise one or more impregnation and calcination steps. By way of example, mention may be made of the production processes for silver catalysts, as described in DE-A 2300512, DE-A 2521906, EP-A 0 014 457, EP-A 0 085 237, EP-A 0 0384 312, DE-A 2454972, DE-A 3321895, EP-A 0 229 465, DE-A 3150205, EP-A 0 172 565 and EP-A 0 357 293 are disclosed.
Enthält der Katalysator neben Silber mindestens einen Promotor, wird bevorzugt mindestens ein Gemisch enthaltend Silber bzw. mindestens einen Promotor, beispielsweise durch Tränk- oder Sprüh- oder Mischverfahren auf dem Träger aufgebracht. Die Reihenfolge des Aufbringens des mindestens einen Promotors und von Silber ist dabei im Allgemeinen beliebig, d.h. es sind Ausführungsformen umfasst, bei denen Silber und der mindestens eine Promotor gleichzeitig auf dem Träger aufgebracht werden. Ebenso sind Ausführungsformen umfasst, bei denen Silber und der mindestens eine Promotor in verschiedenen Schritten auf dem Träger aufgebracht werden, wobei die Reihenfolge der Schritte im Allgemeinen beliebig ist. Weiterhin sind Ausführungsformen umfasst, bei denen ein Teil des mindestens einen Promotors, der erst nach Aufbringen des Silbers auf den Träger aufgebracht wird, und der verbleibende Teil mit Silber gleichzeitig aufgebracht wird. Bevorzugt werden Silber und der mindestens eine Promotor gleichzeitig auf dem Träger aufgebracht. If the catalyst contains at least one promoter in addition to silver, it is preferred to apply at least one mixture comprising silver or at least one promoter, for example by impregnation or spraying or mixing processes, to the support. The order of application of the at least one promoter and silver is generally arbitrary, i. Embodiments are contemplated in which silver and the at least one promoter are applied simultaneously to the support. Also included are embodiments in which silver and the at least one promoter are applied to the support in various steps, the order of the steps being generally arbitrary. Furthermore, embodiments are encompassed in which a part of the at least one promoter, which is applied to the carrier only after application of the silver, and the remaining part is applied simultaneously with silver. Preferably, silver and the at least one promoter are applied simultaneously to the support.
Das Silber wird bevorzugt in Form einer Silberverbindung, die ein Salz oder ein Silberkomplex sein kann, auf dem erfindungsgemäßen Träger aufgebracht. Bevorzugt wird die Silberverbindung gelöst, insbesondere gelöst in Wasser aufgebracht. Um die Silberverbindung in löslicher Form zu erhalten, kann der Silberverbindung, wie beispielsweise Silber(l)-oxid oder Silber(l)-oxalat, weiterhin in geeigneter Weise ein Komplexie- rungsmittel, wie Ethanolamin, EDTA, 1 ,3- oder 1 ,2-Propandiamin, Ethylendiamin und oder Alkalioxalat zugesetzt werden, das gleichzeitig auch als Reduktionsmittel wirken kann. Besonders bevorzugt wird Silber in Form einer Silberaminverbindung, besonders bevorzugt in Form einer Silberethylendiaminverbindung, aufgebracht. Demnach betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren wie oben beschrieben, wobei in Schritt (ii) ein Gemisch enthaltend Silber als Silberaminverbindung, bevorzugt als Silberethylendiaminverbindung, auf dem oben beschriebenen Träger aufgebracht wird. Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung einen Katalysator, herstellbar nach diesem Verfahren. The silver is preferably applied to the support according to the invention in the form of a silver compound, which may be a salt or a silver complex. The silver compound is preferably dissolved, in particular dissolved in water. In order to obtain the silver compound in soluble form, the silver compound such as silver (I) oxide or silver (I) oxalate may further suitably contain a complexing agent such as ethanolamine, EDTA, 1, 3 or 1, 2-propanediamine, ethylenediamine and or alkali metal oxalate can be added, which can act simultaneously as a reducing agent. More preferably, silver is applied in the form of a silver amine compound, more preferably in the form of a silver ethylenediamine compound. Accordingly, the present invention also relates to a process as described above, wherein in step (ii) a mixture comprising silver as a silver amine compound, preferably as Silberethylendiaminverbindung, is applied to the carrier described above. The present invention likewise relates to a catalyst which can be prepared by this process.
Nach dem Aufbringen des Silbers kann sich mindestens ein Nachbehandlungsschritt, beispielsweise ein Trocknungsschritt, z.B. ein, zwei oder mehr Trocknungsschritte anschließen. Das Trocknen erfolgt dabei üblicherweise bei Temperaturen im Bereich von 10 bis 200 °C. Bevorzugt handelt es sich bei dem Nachbehandlungsschritt um eine Vakuumbehandlung. Demnach wird der Träger gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach dem Aufbringen evakuiert. Bevorzugt erfolgt die Evakuierung bei einem Druck im Bereich von höchstens 500 mbar, weiter bevorzugt bei einem Druck von höchstens 250 mbar und besonders bevorzugt bei einem Druck von höchsten 30 mbar, sowie bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 2°C bis 50°C, weiter bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 5°C bis 30°C, und besonders bevorzugt bei Raumtemperatur. Die Vakuumbehandlung erfolgt dabei beispielsweise für eine Zeit von mindestens 1 min, bevorzugt von mindestens 5 min, weiter bevorzugt für eine Zeit im Bereich von 5 min bis 120 min, insbesondere im Bereich von 10 min bis 45 min, besonders bevorzugt im Bereich von 10 min bis 20 min. Nach Aufbringen des Silbers und gegebenenfalls dem mindestens einen Trocknungsschritt schließt sich bevorzugt mindestens ein Calcinierungsschritt an. After application of the silver, at least one post-treatment step, for example a drying step, e.g. connect one, two or more drying steps. The drying is usually carried out at temperatures in the range of 10 to 200 ° C. Preferably, the post-treatment step is a vacuum treatment. Accordingly, according to a preferred embodiment, the carrier is evacuated after application. Preferably, the evacuation is carried out at a pressure in the range of at most 500 mbar, more preferably at a pressure of at most 250 mbar and more preferably at a pressure of 30 mbar, and preferably at a temperature in the range of 2 ° C to 50 ° C, more preferably at a temperature in the range of 5 ° C to 30 ° C, and more preferably at room temperature. The vacuum treatment is carried out, for example, for a time of at least 1 min, preferably of at least 5 min, more preferably for a time in the range of 5 min to 120 min, in particular in the range of 10 min to 45 min, particularly preferably in the range of 10 min up to 20 min. After application of the silver and optionally the at least one drying step, preferably at least one calcination step follows.
Demnach beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein wie oben beschriebenes Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, sowie den Katalysator, herstellbar durch dieses Verfahren, zusätzlich umfassend einen Schritt (iii) Accordingly, the present invention also describes a process for preparing a catalyst as described above, and the catalyst obtainable by this process, additionally comprising a step (iii)
(iii) Calcinieren des gemäß (ii) erhaltenen, gegebenenfalls nachbehandelten Trägers. (iii) calcining the optionally post-treated support obtained according to (ii).
Das Calcinieren erfolgt bei Temperaturen beispielsweise in einem Bereich von 150 bis 750 °C, im Allgemeinen im Bereich von 200 bis 500 °C, bevorzugt im Bereich von 220 bis 500 °C und besonders bevorzugt im Bereich von 250 bis 350 °C, wobei die Calci- nierungsdauer im Allgemeinen bei mindestens 5 Minuten oder mehr, beispielsweise im Bereich von 5 Minuten bis 24 h oder im Bereich von 10 Minuten bis 12 h liegt. Besonders bevorzugt liegt die Calcinierungsdauer im Bereich von 5 Minuten bis 3 Stunden. Die Calcinierung kann dabei bei einer konstanten Temperatur erfolgen, weiterhin sind Ausführungsformen umfasst, bei denen die Temperatur während der Calcinierungsdauer kontinuierlich oder diskontinuierlich geändert wird. Die Calcinierung kann unter jeder dafür geeigneten Gasatmosphäre erfolgen, wobei Luft, Stickstoff und/oder Magerluft bevorzugt wird. Weiter wird die Calcinierung bevorzugt in einem Muffelofen, in einem Drehofen, in einem Umluftofen und/oder einem Band-Calcinierofen durchgeführt. The calcination is carried out at temperatures, for example, in a range of 150 to 750 ° C, generally in the range of 200 to 500 ° C, preferably in the range of 220 to 500 ° C and more preferably in the range of 250 to 350 ° C, wherein the Calcination duration is generally at least 5 minutes or more, for example in the range of 5 minutes to 24 hours or in the range of 10 minutes to 12 hours. More preferably, the calcination time is in the range of 5 minutes to 3 hours. The calcination can be carried out at a constant temperature, further embodiments are included, in which the temperature is changed continuously or discontinuously during the Calcinierungsdauer. The calcination may be carried out under any suitable gas atmosphere, with air, nitrogen and / or lean air being preferred. Furthermore, the calcination is preferably carried out in a muffle furnace, in a rotary kiln, carried out in a convection oven and / or a belt calciner.
Enthält der Katalysator mindestens einen Promotor, so wird dieser mindestens eine Promotor im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Katalysators bevorzugt in Form von Verbindungen auf den Träger aufgebracht, beispielsweise in Form von Komplexen oder in Form von Salzen, beispielsweise in Form von Halogeniden, beispielsweise in Form von Fluoriden, Bromiden oder Chloriden, oder in Form von Car- boxylaten, Nitraten, Sulfaten oder Sulfiden, Phosphaten, Cyaniden, Hydroxiden, Car- bonaten oder als Salze von Heteropolysäuren, in Form von Salzen, beispielsweise in Form von Salzen der Heteropolysäuren des Rheniums und/oder des Wolframs. If the catalyst contains at least one promoter, this at least one promoter is preferably applied to the carrier in the form of compounds, for example in the form of complexes or in the form of salts, for example in the form of halides, for example in the form of compounds of fluorides, bromides or chlorides, or in the form of carboxylates, nitrates, sulfates or sulfides, phosphates, cyanides, hydroxides, carbonates or as salts of heteropolyacids, in the form of salts, for example in the form of salts of the heteropolyacids of rhenium and / or tungsten.
Enthält der Katalysator beispielsweise Rhenium, wird dieses bevorzugt als Verbindung, beispielsweise als Halogenid, Oxyhalogenid, Oxid oder als Säure aufgebracht. Weiterhin kann Rhenium beispielsweise als Rhenat oder Perrhenat im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren eingesetzt werden. Sollte Rhenium als Promotor eingesetzt werden, wird es bevorzugt als eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ammoniumperrhenat, Rhenium(lll)-chlorid, Rhenium(V)-chlorid, Rhenium(V)- fluorid, Rhenium(VI)-oxid und Rhenium(VII)-oxid eingesetzt. Besonders bevorzugt wird im Rahmen der Erfindung Rhenium als Ammoniumperrhenat auf den Träger aufgebracht. If the catalyst contains, for example, rhenium, this is preferably applied as a compound, for example as halide, oxyhalide, oxide or as acid. Furthermore, rhenium can be used, for example, as rhenate or perrhenate in the production process according to the invention. If rhenium is used as a promoter, it is preferably used as a compound selected from the group consisting of ammonium perrhenate, rhenium (III) chloride, rhenium (V) chloride, rhenium (V) fluoride, rhenium (VI) oxide and Rhenium (VII) oxide used. In the context of the invention, particular preference is given to applying rhenium as ammonium perrhenate to the carrier.
Enthält der Katalysator Wolfram als Promotor, wie oben beschrieben, so wird das Wolfram bevorzugt als Wolframverbindung auf den Träger aufgebracht. Hier ist im Prinzip jegliche geeignete Wolframverbindung verwendbar. Beispielsweise wird Wolfram in Form von Wolframat oder Wolframsäure aufgebracht. If the catalyst contains tungsten as a promoter, as described above, the tungsten is preferably applied to the support as a tungsten compound. Here, in principle, any suitable tungsten compound is usable. For example, tungsten is applied in the form of tungstate or tungstic acid.
Enthält der Katalysator Lithium als Promotor, wie oben beschrieben, so wird das Lithium bevorzugt als Lithiumverbindung auf den Träger aufgebracht. Hier ist im Prinzip jegliche geeignete Lithiumverbindung verwendbar. Bevorzugt wird Lithium in Form von Lithiumnitrat aufgebracht. If the catalyst contains lithium as a promoter, as described above, the lithium is preferably applied to the carrier as a lithium compound. Here, in principle, any suitable lithium compound is usable. Preferably, lithium is applied in the form of lithium nitrate.
Enthält der Katalysator Cäsium als Promotor, wie oben beschrieben, so wird das Cäsium bevorzugt als Cäsiumverbindung auf den Träger aufgebracht. Hier ist im Prinzip jegliche geeignete Cäsiumverbindung verwendbar. Bevorzugt wird Cäsium in Form von Cäsiumhydroxid aufgebracht. If the catalyst contains cesium as a promoter, as described above, the cesium is preferably applied to the support as a cesium compound. Here, in principle, any suitable cesium compound is usable. Preferably, cesium is applied in the form of cesium hydroxide.
Enthält der Katalysator Schwefel als Promotor, wie oben beschrieben, so wird das Schwefel bevorzugt als Schwefelverbindung auf den Träger aufgebracht. Hier ist im Prinzip jegliche geeignete Schwefelverbindung verwendbar. Bevorzugt wird Schwefel in Form von Ammoniumsulfat aufgebracht. Bevorzugt wird der mindestens eine Promotor, weiter bevorzugt die mindestens eine Promotorverbindung, vor dem Aufbringen in einer geeigneten Lösung, bevorzugt in Wasser, gelöst. Der Träger wird dann bevorzugt mit der erhaltenen Lösung, umfassend einen oder mehrere der Promotoren, imprägniert. Sollten mehrere Promotoren zugegeben werden, können diese in einem einzigen Imprägnierungsschritt oder in mehreren Imprägnierungsschritten entweder zusammen oder separat auf den Träger aufgebracht werden. Was die Lösung, umfassend einen oder mehrere der Promotoren betrifft, so kann diese auf jede geeignete Weise hergestellt werden. Beispielsweise können die Promotoren jeweils separat in jeweils einer Lösung gelöst werden und die erhaltenen Lösungen, enthaltend jeweils einen Promotor, anschließend zur Imprägnierung eingesetzt werden. Ebenfalls ist es möglich, dass zwei oder mehrere der Promotoren zusammen in einer Lösung gelöst werden, und die erhaltene Lösung anschließend zur Imprägnierung eingesetzt wird. Zudem ist es möglich, dass die erhaltenen Lösungen, enthaltend mindestens einen Promotor, vor dem Imprägnieren vereinigt werden und die erhaltene Lösung, enthaltend alle Promotoren, auf dem Träger aufgebracht wird. If the catalyst contains sulfur as a promoter as described above, the sulfur is preferably applied to the support as a sulfur compound. Here, in principle, any suitable sulfur compound is usable. Preferably, sulfur is applied in the form of ammonium sulfate. The at least one promoter, more preferably the at least one promoter compound, is preferably dissolved in a suitable solution, preferably in water, before application. The support is then preferably impregnated with the resulting solution comprising one or more of the promoters. If more promoters are added, they can be applied to the support either together or separately in a single impregnation step or in several impregnation steps. As regards the solution comprising one or more of the promoters, it may be prepared in any suitable manner. For example, the promoters can each be separately dissolved in each case in a solution and the resulting solutions, each containing a promoter, are then used for impregnation. It is also possible that two or more of the promoters are dissolved together in a solution, and the resulting solution is then used for impregnation. In addition, it is possible that the resulting solutions containing at least one promoter are combined prior to impregnation and the resulting solution containing all promoters, is applied to the support.
Werden beispielsweise mindestens Cäsium, Wolfram, Lithium, Schwefel und Rhenium als Promotoren eingesetzt, so wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, mindestens eine Lösung enthaltend Cäsium und Wolfram, eine weitere Lösung enthaltend Lithium und Schwefel, und eine weitere Lösung enthaltend Rhenium, hergestellt. Die Lösungen werden entweder in separaten Imprägnierungsschritten auf dem Träger aufgebracht, oder vor dem Aufbringen zu einer Lösung vereinigt und erst danach zur Imprägnierung verwendet. Bevorzugt werden die Lösungen zusammen, weiter bevorzugt zusammen mit dem Gemisch enthaltend Silber als Silberaminverbindung, bevorzugt als Silberethylendiaminverbindung, auf dem Träger aufgebracht. For example, if at least cesium, tungsten, lithium, sulfur and rhenium are used as promoters, according to a particularly preferred embodiment, at least one solution containing cesium and tungsten, another solution containing lithium and sulfur, and another solution containing rhenium, prepared. The solutions are either applied to the support in separate impregnation steps, or combined to form a solution before application and only then used for impregnation. Preferably, the solutions are applied together, more preferably together with the mixture containing silver as a silver amine compound, preferably as Silberethylendiaminverbindung, applied to the support.
Das Aufbringen kann prinzipiell durch jedes geeignete Verfahren erfolgen, beispielsweise durch Tränken des Trägers. Besonders bevorzugt erfolgt das Aufbringen durch Vakuumimprägnation bei Raumtemperatur. Bei der Vakuumimprägnierung wird der Träger bevorzugt zunächst bei einem Druck im Bereich von höchstens 500 mbar, weiter bevorzugt bei einem Druck von höchstens 250 mbar und besonders bevorzugt bei einem Druck von höchsten 30 mbar, sowie bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 2°C bis 50°C, weiter bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 5°C bis 30°C, und besonders bevorzugt bei Raumtemperatur behandelt. Die Vakuumbehandlung erfolgt dabei beispielsweise für eine Zeit von mindestens 1 min, bevorzugt von mindestens 5 min, weiter bevorzugt für eine Zeit im Bereich von 5 min bis 120 min, insbesondere im Bereich von 10 min bis 45 min, besonders bevorzugt im Bereich von 15 min bis 30 min. Im Anschluss an die Vakuumbehandlung wird die mindestens eine Lösung, beispielsweise das Gemisch enthaltend Silber, oder mindestens eine Lösung enthal- tend mindestens einen Promotor, bevorzugt das Gemisch, enthaltend Silber und den mindestens einen Promotor, auf den Träger aufgebracht. Bevorzugt wird die Lösung aufgetropft oder aufgesprüht, bevorzugt aufgesprüht. Das Aufbringen erfolgt dabei bevorzugt mittels einer Düse. Nach dem Aufbringen wird der Träger bevorzugt weiter evakuiert. Bevorzugt erfolgt die Evakuierung bei einem Druck im Bereich von höchstens 500 mbar, weiter bevorzugt bei einem Druck von höchstens 250 mbar und besonders bevorzugt bei einem Druck von höchsten 30 mbar, sowie bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 2°C bis 50°C, weiter bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 5°C bis 30°C, und besonders bevorzugt bei Raumtemperatur. Die Vakuumbehandlung erfolgt dabei beispielsweise für eine Zeit von mindestens 1 min, bevorzugt von mindestens 5 min, weiter bevorzugt für eine Zeit im Bereich von 5 min bis 120 min, insbesondere im Bereich von 10 min bis 45 min, besonders bevorzugt im Bereich von 10 min bis 20 min. The application can in principle be carried out by any suitable method, for example by soaking the carrier. Particularly preferably, the application is carried out by vacuum impregnation at room temperature. In the vacuum impregnation, the support is preferably first at a pressure in the range of at most 500 mbar, more preferably at a pressure of at most 250 mbar and more preferably at a pressure of 30 mbar, and preferably at a temperature in the range of 2 ° C to 50 ° C, more preferably at a temperature in the range of 5 ° C to 30 ° C, and most preferably treated at room temperature. The vacuum treatment is carried out, for example, for a time of at least 1 min, preferably of at least 5 min, more preferably for a time in the range of 5 min to 120 min, in particular in the range of 10 min to 45 min, particularly preferably in the range of 15 min up to 30 min. Subsequent to the vacuum treatment, the at least one solution, for example the mixture containing silver, or at least one solution is contained. at least one promoter, preferably the mixture containing silver and the at least one promoter, applied to the carrier. Preferably, the solution is dropped or sprayed on, preferably sprayed on. The application is preferably carried out by means of a nozzle. After application, the support is preferably further evacuated. Preferably, the evacuation is carried out at a pressure in the range of at most 500 mbar, more preferably at a pressure of at most 250 mbar and more preferably at a pressure of 30 mbar, and preferably at a temperature in the range of 2 ° C to 50 ° C, more preferably at a temperature in the range of 5 ° C to 30 ° C, and more preferably at room temperature. The vacuum treatment is carried out, for example, for a time of at least 1 min, preferably of at least 5 min, more preferably for a time in the range of 5 min to 120 min, in particular in the range of 10 min to 45 min, particularly preferably in the range of 10 min up to 20 min.
Was den Zeitpunkt des Aufbringens des Promotors betrifft, so kann dieser im An- schluss an das oben beschriebene Calcinieren gemäß Schritt (iii) durchgeführt werden. Alternativ ist es möglich, den mindestens einen Promotor zusammen mit der Silberverbindung auf dem Träger aufzubringen. As regards the time of application of the promoter, this can be carried out following the calcining described in step (iii) above. Alternatively, it is possible to apply the at least one promoter together with the silver compound on the support.
Demnach sind im Rahmen der Erfindung Ausführungsformen umfasst, bei denen der mindestens eine Promotor, also beispielsweise fünf verschiedene Promotoren, vier verschiedene Promotoren, drei verschiedene Promotoren, zwei verschiedene Promotoren oder ein Promotor auf dem Träger aufgebracht werden und der so behandelte Träger erst anschließend wie oben beschrieben unter Erhalt eines erfindungsgemäßen Katalysators calciniert wird. Accordingly, within the scope of the invention, embodiments are encompassed in which the at least one promoter, that is to say, for example, five different promoters, four different promoters, three different promoters, two different promoters or a promoter, are applied to the support and the support treated in this way is subsequently as above is calcined to obtain a catalyst according to the invention.
Demnach beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, sowie den Katalysator, herstellbar durch dieses Verfahren, umfassend die Schritte (i) Bereitstellen eines Trägers mit einer BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800, bestimmt gemäß DIN ISO 9277, (ii) Aufbringen von Silber und mindestens einem Promotor auf dem Träger durch Aufbringen einer Lösung, enthaltend Silber und den mindestens einen Promotor, und (iii) Calcinieren des gegebenenfalls getrockneten Trägers gemäß (ii). Accordingly, the present invention also describes a process for preparing a catalyst, and the catalyst obtainable by this process, comprising the steps of (i) providing a support having a BET constant C in the range from 0 to 800, determined in accordance with DIN ISO 9277, (ii) applying silver and at least one promoter on the support by applying a solution containing silver and the at least one promoter, and (iii) calcining the optionally dried support according to (ii).
Bevorzugt werden die Promotoren zusammen mit Silber in Schritt (ii) aufgebracht. The promoters are preferably applied together with silver in step (ii).
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren bzw. die nach einem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Katalysatoren eignen sich insbesondere als Katalysatoren für die Herstellung von Ethylenoxid aus Ethylen, umfassend eine Oxidation von Ethylen. Es werden hohe Selektivitäten und gute Aktivitäten erreicht. Die vorliegende Erfindung betrifft daher gemäß einem weiteren Aspekt auch ein Verfahren zur Herstellung von Ethylenoxid aus Ethylen, umfassend eine Oxidation von Ethylen in Gegenwart eines Katalysators für die Herstellung von Ethylenoxid, umfassend Silber, aufgebracht auf einem Träger, wobei der Träger eine BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800 hat, bestimmt gemäß DIN ISO 9277, oder in Gegenwart eines Katalysators erhältlich nach einem Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die Herstellung von Ethylenoxid wie oben beschrieben. The catalysts of the invention or the catalysts obtainable by a process according to the invention are particularly suitable as catalysts for the production of ethylene oxide from ethylene, comprising an oxidation of ethylene. High selectivities and good activities are achieved. The present invention therefore also relates in a further aspect to a process for the production of ethylene oxide from ethylene comprising an oxidation of ethylene in the presence of a catalyst for the production of ethylene oxide comprising silver supported on a support, the support having a BET constant C in the range of 0 to 800, determined according to DIN ISO 9277, or in the presence of a catalyst obtainable by a process for the preparation of a catalyst for the production of ethylene oxide as described above.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung daher auch das Verfahren zur Herstellung von Ethylenoxid aus Ethylen, umfassend eine Oxidation von Ethylen wie oben beschrieben, wobei der Katalysator zusätzlich Rhenium enthält. According to a further embodiment, the present invention therefore also relates to the process for the production of ethylene oxide from ethylene, comprising an oxidation of ethylene as described above, wherein the catalyst additionally contains rhenium.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines Katalysators für die Herstellung von Ethylenoxid, mindestens umfassend Silber, aufgebracht auf einem Träger, wobei der Träger eine BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800 hat, bestimmt gemäß DIN ISO 9277. Moreover, the present invention also relates to the use of a catalyst for the production of ethylene oxide, at least comprising silver, supported on a support, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800, determined according to DIN ISO 9277.
Erfindungsgemäß kann die Epoxidation nach allen, dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen. Dabei können alle in den Ethylenoxid-Herstellungsverfahren des Standes der Technik verwendbaren Reaktoren verwendet werden, beispielsweise außen gekühlte Rohrbündelreaktoren (vgl. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Ausgabe, Bd. A-10, S. 1 17-135, 123-125, VCH-Verlagsgesellschaft, Weinheim 1987,) oder auch Reaktoren mit loser Katalysatorschüttung und Kühlrohren, beispielsweise die in DE-A 3414717, EP 0082609 und EP-A 0339748 beschriebenen Reaktoren. Bevorzugt erfolgt die Epoxidation in mindestens einem Rohrreaktor, bevorzugt in einem Rohrbündelreaktor. Der erfindungsgemäße Katalysator kann entweder alleine oder im Gemisch mit anderen Katalysatoren in einer kombinierten bzw. strukturierten Katalysatorschüttung verwendet werden. According to the invention, the epoxidation can take place according to all methods known to the person skilled in the art. Any of the reactors which can be used in the ethylene oxide preparation processes of the prior art can be used here, for example externally cooled tube bundle reactors (compare Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, Vol. A-10, pages 1 17-135, 123-125 , VCH-Verlagsgesellschaft, Weinheim 1987,) or reactors with loose catalyst bed and cooling tubes, for example, the reactors described in DE-A 3414717, EP 0082609 and EP-A 0339748. Preferably, the epoxidation takes place in at least one tubular reactor, preferably in a tube bundle reactor. The catalyst according to the invention can be used either alone or in admixture with other catalysts in a combined or structured catalyst bed.
Zur Herstellung von Ethylenoxid aus Ethylen und Sauerstoff kann erfindungsgemäß unter herkömmlichen Reaktionsbedingungen, wie sie beispielsweise in DE 25 21 906 A1 , EP 0 014 457 A2, DE 2 300 512 A1 , EP 0 172 565 A2, DE 24 54 972 A1 , EP 0 357 293 A1 , EP 0 266 015 A1 , EP 0 085 237 A1 , EP 0 082 609 A1 und EP 0 339 748 A2 beschrieben sind, gearbeitet werden. Dem Ethylen und molekularen Sauerstoff enthaltenden Reaktionsgas können dabei zusätzlich noch Inertgase wie Stickstoff oder sich unter den Reaktionsbedingungen inert verhaltende Gase wie Wasserdampf, Methan sowie gegebenenfalls Reaktionsmoderatoren, beispielsweise Halogenide, Kohlenwasserstoffe wie Ethylchlorid, Vinylchlorid oder 1 ,2-Dichlorethan zugemischt werden. Zweckmäßigerweise liegt der Sauerstoffgehalt des Reaktionsgases in einem Bereich, in dem keine explosionsfähigen Gasgemische vorliegen. Eine geeignete Zusammensetzung des Reaktionsgases zur Herstellung von Ethylenoxid kann z. B. eine Menge an Ethylen im Bereich von 10 bis 80 Vol.-%, bevorzugt von 20 bis 60 Vol.-%, weiter bevorzugt von 25 bis 50 Vol.-%, und besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 40 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Reaktionsgases, umfassen. Der Sauerstoffgehalt des Reaktionsgases liegt dabei zweckmäßigerweise in einem Bereich von höchstens 10 Vol.-%, bevorzugt von höchstens 9 Vol.-%, weiter bevorzugt von höchstens 8 Vol.-%, und ganz besonders bevorzugt von höchstens 7 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Reaktionsgases. For the production of ethylene oxide from ethylene and oxygen, under conventional reaction conditions, as described, for example, in DE 25 21 906 A1, EP 0 014 457 A2, DE 2 300 512 A1, EP 0 172 565 A2, DE 24 54 972 A1, EP 0 357 293 A1, EP 0 266 015 A1, EP 0 085 237 A1, EP 0 082 609 A1 and EP 0 339 748 A2. In addition, inert gases such as nitrogen or gases behaving inertly under the reaction conditions such as water vapor, methane and optionally reaction moderators, for example halides, hydrocarbons such as ethyl chloride, vinyl chloride or 1, 2-dichloroethane can be admixed with the reaction gas containing ethylene and molecular oxygen. Conveniently, the oxygen content of the reaction gas is in a range in which no explosive gas mixtures are present. A suitable composition of the reaction gas for the production of ethylene oxide may, for. Legs Amount of ethylene in the range of 10 to 80 vol .-%, preferably from 20 to 60 vol .-%, more preferably from 25 to 50 vol .-%, and particularly preferably in the range of 30 to 40 vol .-%, based on the total volume of the reaction gas. The oxygen content of the reaction gas is expediently in a range of at most 10 vol .-%, preferably of at most 9 vol .-%, more preferably of at most 8 vol .-%, and most preferably of at most 7 vol .-%, based on the total volume of the reaction gas.
Bevorzugt enthält das Reaktionsgas einen chlorhaltigen Reaktionsmoderator wie Ethylchlorid, Vinylchlorid oder Dichlorethan in einer Menge von 0 bis 15 ppm, bevorzugt in einer Menge von 0, 1 bis 8 ppm. Der Rest des Reaktionsgases besteht in der Regel aus Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Methan, oder aber aus Inertgasen wie Stickstoff. Zusätzlich können auch noch andere Stoffe wie Wasserdampf, Kohlendioxid oder Edelgase im Reaktionsgas enthalten sein. Preferably, the reaction gas contains a chlorine-containing reaction moderator such as ethyl chloride, vinyl chloride or dichloroethane in an amount of 0 to 15 ppm, preferably in an amount of 0, 1 to 8 ppm. The remainder of the reaction gas usually consists of hydrocarbons, such as methane, or of inert gases such as nitrogen. In addition, other substances such as water vapor, carbon dioxide or noble gases may be contained in the reaction gas.
Die oben beschriebenen Bestandteile des Reaktionsgemisches können gegebenenfalls jeweils geringe Mengen an Verunreinigungen aufweisen. Ethylen kann beispielsweise in jeglicher Reinheitsstufe, die für die erfindungsgemäße Gasphasenoxidation geeignet sind, verwendet werden. Geeignete Reinheitsstufen schließen ein, sind aber nicht limitiert auf, Polymer-Grade-Ethylen, welches typischerweise eine Reinheit von mindestens 99 % hat und Chemical-Grade-Ethylen, welches eine geringe Reinheit von typischerweise weniger als 95 % aufweist. Die Verunreinigungen bestehen typischerweise vor allem aus Ethan, Propan und/oder Propen. The components of the reaction mixture described above may optionally each have small amounts of impurities. For example, ethylene may be used at any purity level suitable for the gas phase oxidation of the present invention. Suitable levels of purity include, but are not limited to, polymer grade ethylene, which typically has a purity of at least 99%, and chemical grade ethylene which has low purity, typically less than 95%. The impurities typically consist mainly of ethane, propane and / or propene.
Die Epoxidation wird üblicherweise bei erhöhter Temperatur durchgeführt. Bevorzugt sind Temperaturen im Bereich von 150 bis 350 °C, weiter bevorzugt im Bereich von 180 bis 300 °C, weiter bevorzugt im Bereich von 190 bis 280 °C, und besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 280 °C. Demnach betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, wobei die Oxidation bei einer Temperatur im Bereich von 180 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 200 bis 280 °C erfolgt. Ebenso betrifft die Erfindung den Katalysator, herstellbar durch dieses Verfahren. The epoxidation is usually carried out at elevated temperature. Preferred are temperatures in the range of 150 to 350 ° C, more preferably in the range of 180 to 300 ° C, more preferably in the range of 190 to 280 ° C, and particularly preferably in the range of 200 to 280 ° C. Accordingly, the present invention also relates to a process as described above, wherein the oxidation takes place at a temperature in the range of 180 to 300 ° C, preferably in the range of 200 to 280 ° C. The invention likewise relates to the catalyst which can be prepared by this process.
Bevorzugt wird bei Drücken im Bereich von 5 bar bis 30 bar gearbeitet. Weiter bevorzugt erfolgt die Oxidation bei einem Druck im Bereich von 5 bar bis 25 bar, bevorzugt bei einem Druck im Bereich von 10 bar bis 20 bar und insbesondere im Bereich von 14 bar bis 20 bar. Demnach betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, wobei die Oxidation bei einem Druck im Bereich von 14 bar bis 20 bar erfolgt. Ebenso betrifft die Erfindung den Katalysator, herstellbar durch dieses Verfahren. Bevorzugt wird die Oxidation in einem kontinuierlichen Verfahren durchgeführt. Wird die Reaktion kontinuierlich durchgeführt, so wird eine GHSV (gas hourly space veloci- ty) in Abhängigkeit von der Art des gewählten Reaktors, beispielsweise von der Größe/Durchschnittsfläche des Reaktors, der Form und der Größe des Katalysators verwendet, die bevorzugt im Bereich von 800 bis 10000/h, bevorzugt im Bereich von 2000 bis 6000/h, weiter bevorzugt im Bereich von 2500 bis 5000/h liegt, wobei sich die Angaben auf das Volumen des Katalysators beziehen. Preference is given to working at pressures in the range of 5 bar to 30 bar. More preferably, the oxidation is carried out at a pressure in the range of 5 bar to 25 bar, preferably at a pressure in the range of 10 bar to 20 bar and in particular in the range of 14 bar to 20 bar. Accordingly, the present invention also relates to a process as described above, wherein the oxidation takes place at a pressure in the range of 14 bar to 20 bar. The invention likewise relates to the catalyst which can be prepared by this process. Preferably, the oxidation is carried out in a continuous process. When the reaction is carried out continuously, a GHSV (gas hourly space velocity) is used depending on the type of reactor selected, for example, the size / average area of the reactor, the shape and size of the catalyst, which are preferably in the range of 800 to 10,000 / h, preferably in the range of 2,000 to 6,000 / h, more preferably in the range of 2,500 to 5,000 / h, the data relating to the volume of the catalyst.
Vorteilhafterweise kann die Herstellung von Ethylenoxid aus Ethylen und Sauerstoff in einem Kreisprozess durchgeführt werden. Dabei wird das Reaktionsgemisch im Kreislauf durch den Reaktor geleitet, wo nach jedem Durchgang das neu gebildete Ethylenoxid sowie die bei der Umsetzung gebildeten Nebenprodukte aus dem Produktgasstrom entfernt werden, der nach Ergänzung mit den erforderlichen Mengen an Ethylen, Sauerstoff und Reaktionsmoderatoren wieder in den Reaktor zugeführt wird. Die Abtrennung des Ethylenoxids aus dem Produktgasstrom und seiner Aufarbeitung können nach den üblichen Verfahren des Standes der Technik (vgl. Ullmann's Encyc- lopedia of Industrial Chemistry, 5. Ausgabe, Bd. A-10, S. 1 17-135, 123-125, VCH- Verlagsgesellschaft, Weinheim 1987) erfolgen. Advantageously, the production of ethylene oxide from ethylene and oxygen can be carried out in a cyclic process. The reaction mixture is circulated through the reactor, where after each pass the newly formed ethylene oxide and the by-products formed in the reaction are removed from the product gas stream, which is fed back into the reactor after addition of the required amounts of ethylene, oxygen and Reaktionsmoderatoren becomes. The separation of the ethylene oxide from the product gas stream and its work-up can be carried out according to the customary processes of the prior art (compare Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, Vol. A-10, pages 1 17-135, 123-125 VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1987).
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung demnach auch die Verwendung eines Katalysators für die Herstellung von Ethylenoxid, mindestens umfassend Silber, aufgebracht auf einen Träger, wobei der Träger eine BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800 hat, bestimmt gemäß DIN ISO 9277, oder wie oben beschrieben die Verwendung eines Katalysators erhältlich nach einem Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die Herstellung von Ethylenoxid, wie oben beschrieben, als Katalysator für die Herstellung von Ethylenoxid. Moreover, the present invention accordingly also relates to the use of a catalyst for the production of ethylene oxide, at least comprising silver, applied to a support, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800, determined according to DIN ISO 9277, or as described above, the use of a catalyst obtainable by a process for producing a catalyst for the production of ethylene oxide as described above, as a catalyst for the production of ethylene oxide.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. In the following, the present invention will be explained in more detail by way of examples.
Beispiele Examples
1 . Katalysatoren 1 . catalysts
Es wurden Katalysatoren ausgehend von 5 unterschiedlichen Trägern hergestellt, wobei sich die Träger in ihren C-Werten, bestimmt gemäß DIN ISO 9277, unterscheiden: Catalysts were prepared starting from 5 different carriers, the carriers differing in their C values, determined in accordance with DIN ISO 9277:
Die Zusammensetzung der Träger ist Tabelle 1 zu entnehmen. The composition of the carrier is shown in Table 1.
Tabelle 1 : Eingesetzte Träger
Figure imgf000019_0001
[mm x mm x 5,7 x 5,59 x 7,55 x 7,47 x 5,46 x mm] 2,06 2,35 2,79 3,21 2,47
Table 1: Carrier used
Figure imgf000019_0001
[mm x mm x 5.7 x 5.59 x 7.55 x 7.47 x 5.46 x mm] 2.06 2.35 2.79 3.21 2.47
C-Wert 426 985 -249 -92 1 18  C-value 426 985 -249 -92 1 18
Ca [ppm] 400 800 600 600 600  Ca [ppm] 400 800 600 600 600
Mg [ppm] 100 200 100 100 100  Mg [ppm] 100 200 100 100 100
Na [ppm] 500 400 300 300 300  Na [ppm] 500 400 300 300 300
K [ppm] 300 100 100 100 100  K [ppm] 300 100 100 100 100
Si [ppm] 500 800 700 700 600  Si [ppm] 500 800 700 700 600
BET [m*/g] 0,82 0,78 0,89 0,83 0,75  BET [m * / g] 0.82 0.78 0.89 0.83 0.75
bei den mit * gekennzeichneten Trägern handelt es sich um Vergleichsbeispiele the carriers marked with * are comparative examples
1 .1 Herstellung der Silberkomplexlösung 1 .1 Preparation of the silver complex solution
Es wurden 1 ,5 L VE-Wasser (VE-Wasser = vollentsalztes Wasser) vorgelegt und unter Rühren 550 g Silbernitrat zugeben und darin vollständig aufgelöst. Dabei wurde die Lösung auf 40°C erwärmt. 402,62 g Kalilauge (47.8%) wurden mit 1 ,29 L VE-Wasser gemischt. Anschließend wurden 216,31 g Oxalsäure zugegeben und vollständig gelöst und die Lösung auf 40°C erwärmt. Die Kaliumoxalat-Lösung wurde anschließend innerhalb von ca. 45 min (Volumenstrom = ca. 33 ml/min) zur Silbernitrat-Lösung (40°C) mit Hilfe einer Dosierpumpe zugeben. Nach kompletter Zugabe wurde die erhaltene Lösung noch 1 h bei 40°C nachrühren gelassen. Das gefällte Silberoxalat wurde abfiltriert und der erhaltene Filterkuchen solange mit 1 L-Wasserportionen waschen (ca 10 L), bis er Kalium- bzw. Nitrat-frei war (bestimmt mittels Leitfähigkeitsmessung der Waschlösung, Kalium- bzw. Nitrat-frei bedeutet vorliegend eine Leitfähigkeit < 40 μ5/οη"ΐ). Das Wasser wurde möglichst vollständig aus dem Filterkuchen entfernt und die Restfeuchte des Filterkuchens bestimmt. Es wurden 620 g Silberoxalat mit einem Wassergehalt von 20,80% erhalten. It was submitted to 1, 5 L of deionized water (demineralised water = demineralized water) and added with stirring 550 g of silver nitrate and completely dissolved therein. The solution was heated to 40.degree. 402.62 g of potassium hydroxide solution (47.8%) were mixed with 1.2 L of deionized water. Subsequently, 216.31 g of oxalic acid were added and completely dissolved and the solution was heated to 40 ° C. The potassium oxalate solution was then added within about 45 min (volume flow = about 33 ml / min) to the silver nitrate solution (40 ° C) using a metering pump. After complete addition, the resulting solution was allowed to stir for 1 h at 40 ° C. The precipitated silver oxalate was filtered off and washed the filter cake obtained with 1 L portions of water (about 10 L) until it was potassium or nitrate-free (determined by conductivity measurement of the washing solution, potassium or nitrate-free in the present case means a conductivity <40 μ5 / ηη "ΐ) The water was removed as completely as possible from the filter cake and the residual moisture of the filter cake was determined to give 620 g of silver oxalate with a water content of 20.80%.
306 g Ethylendiamin wurden mit einem Eisbad auf ca. 10°C abgekühlt und 245 g Wasser in kleinen Portionen zugeben. Nach beendeter Wasserzugabe wurden 484,7 g des erhaltenen (noch feuchten) Silberoxalates innerhalb von ca. 30 min in kleinen Portionen zugeben. Das Gemisch wurde über Nacht bei RT gerührt und der Rückstand anschließend abzentrifugiert. Von der verbleibenden klaren Lösung wurde der Ag-Gehalt refraktometrisch und die Dichte mit Hilfe eines 10 mL Messzylinders bestimmt. 306 g of ethylenediamine were cooled with an ice bath to about 10 ° C and 245 g of water in small portions. After completion of the addition of water, 484.7 g of the obtained (still moist) Silberoxalates within about 30 minutes in small portions. The mixture was stirred overnight at RT and the residue was then removed by centrifugation. From the remaining clear solution, the Ag content was determined by refractometry and the density using a 10 mL graduated cylinder.
Die erhaltene Lösung erhielt 29,14 Gew.-% Silber, berechnet als Element, und hatte ein Dichte von 1 ,532 g/mL. The resulting solution received 29.14% by weight of silver, calculated as element, and had a density of 1.532 g / mL.
1 .2 Herstellung der Lösung enthaltend Silber und Promotoren 97,1004 g der Silberkomplexlösung wurden vorgelegt. Dazu wurden 1 ,1047 g einer wässrigen Lösung aus Lithium und Schwefel (2,85 Gew. % Lithium aus Lithiumnitrat und 0,21 Gew.% Schwefel aus Ammoniumsulfat), 1 ,791 g einer wässrigen Lösung aus Wolfram und Cäsium (2 Gew. % Wolfram aus Wolframsäure und 3,5 Gew. % Cäsium aus Cäsiumhydroxid 50% in H20), und 1 ,6492 g einer wässrigen Lösung aus Rhenium (3,1 Gew.-% Ammoniumperrhenat) zugegeben und die Lösung 5 min gerührt. 1 .2 Preparation of the solution containing silver and promoters 97.1004 g of the silver complex solution were submitted. To this end, 1047 g of an aqueous solution of lithium and sulfur (2.85% lithium from lithium nitrate and 0.21 wt. Wt.% Of sulfur from ammonium sulfate), 791 g of an aqueous solution of tungsten and cesium were 1, 1 (2 wt. % Tungsten from tungstic acid and 3.5% by weight cesium from cesium hydroxide 50% in H 2 O) , and 1.6492 g of an aqueous solution of rhenium (3.1% by weight ammonium perrhenate) are added and the solution is stirred for 5 minutes.
1 .3 Aufbringen der Lösung auf dem Träger 1 .3 application of the solution on the support
140,61 g des Trägers 1 (siehe Tabelle 1 ) wurden in einem Rotationsverdampfer vorgelegt und evakuiert. Das Vakuum betrug 20 mbar. Der Träger wurde für ca. 10 min vorevakuiert. 140.61 g of the support 1 (see Table 1) were placed in a rotary evaporator and evacuated. The vacuum was 20 mbar. The carrier was pre-evacuated for about 10 min.
Die gemäß Vorschrift 1.2 erhaltene Lösung wurde innerhalb von 15 min auf den Träger aufgetropft, und anschließend wurde der imprägnierte Träger weitere 15 min im Vakuum rotieren gelassen. Danach wurde der Träger 1 h bei Raumtemperatur und Normaldruck in der Apparatur belassen und alle 15 min leicht durchmischt. The solution obtained according to procedure 1.2 was dropped onto the support within 15 minutes, and then the impregnated support was allowed to rotate for a further 15 minutes in vacuo. Thereafter, the support was left for 1 h at room temperature and atmospheric pressure in the apparatus and mixed gently every 15 min.
1 .4 Kalzination des imprägnierten Trägers 1 .4 calcination of the impregnated carrier
Den imprägnierten Träger wurde für 12 min bei 283°C unter 8,3 m3 Luft pro Stunde in einem Umluftofen (Firma HORO, Typ 129 ALV-SP, Fabr.-Nr.: 53270) behandelt. The impregnated support was treated for 12 minutes at 283 ° C. under 8.3 m 3 of air per hour in a circulating air oven (HORO, type 129 ALV-SP, make no .: 53270).
1 .5 Herstellung von Katalysatorsplit 1 .5 Preparation of catalyst split
Die erhaltenen Katalysator-Ringe wurden in einer Porzellanschale mit dem Mörser grob zerstoßen. Anschließend wurde das zerkleinerte Gut mittels Siebmaschine, Rundsieb und Kugeln auf die gewünschte Korngrößenfraktion (500 - 900 μηη) gebracht. Sehr harte Ringe wurden komplett mit dem Mörser zerkleinert und dann abgesiebt. The resulting catalyst rings were coarsely crushed in a porcelain dish with the mortar. Subsequently, the comminuted material was brought to the desired particle size fraction (500-900 μm) by means of a screening machine, round sieve and balls. Very hard rings were completely crushed with the mortar and then sieved.
2. Epoxidation 2. Epoxidation
Die Epoxidation wurden in einem Versuchsreaktor bestehend aus einem senkrecht stehenden Reaktionsrohr aus Edelstahl mit einem Innendurchmesser von 6 mm und einer Länge von 2200 mm durchgeführt. Das mit einem Mantel versehene Reaktionsrohr wurde mit heißem Öl der Temperatur T, das durch den Mantel strömte, beheizt. Mit sehr guter Näherung entspricht die Temperatur des Öls der Temperatur im Reaktionsrohr und somit der Reaktionstemperatur. The epoxidation was carried out in a test reactor consisting of a vertical stainless steel reaction tube having an inner diameter of 6 mm and a length of 2200 mm. The jacketed reaction tube was heated with hot oil of temperature T flowing through the jacket. With a very good approximation, the temperature of the oil corresponds to the temperature in the reaction tube and thus the reaction temperature.
Für die Epoxidation wurde der Katalysator in Form von Katalysatorsplit eingesetzt. Das Reaktionsrohr wurde von unten nach oben auf einer Höhe von 212 mm mit inerten Steatitkugeln (1 ,0 - 1 ,6 mm), darüber auf einer Höhe von 1 100 mm mit 38,2 g Katalysatorsplitt, Partikelgröße 0,5-0,9 mm, und darüber auf einer Höhe von 707 mm mit inerten Steatitkugeln (1 ,0 - 1 ,6 mm) gefüllt. Das Eingangsgas trat von oben in den Reaktor ein und am unteren Ende nach Passieren der Katalysatorschüttung wieder aus. For the epoxidation, the catalyst was used in the form of catalyst split. The reaction tube was from bottom to top at a height of 212 mm with inert Steatite balls (1, 0-1, 6 mm), above at a height of 1 100 mm with 38.2 g of catalyst chippings, particle size 0.5-0.9 mm, and above at a height of 707 mm with inert steatite balls (1 , 0 - 1, 6 mm) filled. The inlet gas entered the reactor from above and at the bottom, after passing through the catalyst bed again.
Das Eingangsgas bestand aus 35 Vol.-% Ethylen, 7 Vol.-% Sauerstoff, 1 Vol.-% C02 (EC (Ethylenchlorid)-Moderation). Zu Beginn wurden 2,5 ppm EC zum Anfahren verwendet. Je nach Katalysator und Performance wurde die EC-Konzentration alle 24 h bis maximal 4 ppm erhöht. Der Rest des Eingangsgases bestand aus Methan. Die Versuche wurden bei einem Druck von 15 bar und einer Gasbelastung (GHSV) von 4750/h sowie einer Raum-Zeit-Ausbeute von 250 kg EO/(m3(Kat) x h) durchgeführt. The input gas consisted of 35 vol.% Ethylene, 7 vol.% Oxygen, 1 vol.% C0 2 (EC (ethylene chloride) moderation). At the beginning, 2.5 ppm EC was used for start-up. Depending on the catalyst and performance, the EC concentration was increased every 24 h to a maximum of 4 ppm. The remainder of the input gas was methane. The experiments were carried out at a pressure of 15 bar and a gas load (GHSV) of 4750 / h and a space-time yield of 250 kg EO / (m 3 (Kat) xh).
Die Reaktionstemperatur wurde gemäß der vorgegebenen Ethylenoxid- Abgaskonzentration von 2,7 % geregelt. Zur Optimierung des Katalysators im Hinblick auf Selektivität und Umsatz wurden zwischen 2,2 und 4,0 ppm Ethylenchlorid als Moderator zum Eingangsgas zudosiert. The reaction temperature was controlled according to the specified ethylene oxide exhaust gas concentration of 2.7%. To optimize the catalyst with regard to selectivity and conversion, between 2.2 and 4.0 ppm of ethylene chloride were added as a moderator to the input gas.
Das am Reaktor austretende Gas wurde mittels Online-MS analysiert. Aus den Analyseergebnissen wurde die Selektivität ermittelt. The gas leaving the reactor was analyzed by online MS. The selectivity was determined from the analysis results.
Die Ergebnisse sind in der Folgenden Tabelle 2 zusammengefasst. The results are summarized in Table 2 below.
Tabelle 2: Getestete Trägermuster mit unterschiedlich großen C-Werten Table 2: Carrier samples tested with different C values
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000022_0001
Bei den mit * gekennzeichneten Katalysatoren handelt es sich um Vergleichsbeispiele. The catalysts marked with * are comparative examples.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Katalysator für die Herstellung von Ethylenoxid, mindestens umfassend Silber aufgebracht auf einem Träger, wobei der Träger eine BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800 hat, bestimmt gemäß DIN ISO 9277. 1 . Catalyst for the production of ethylene oxide, at least comprising silver applied to a support, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800, determined according to DIN ISO 9277.
2. Katalysator nach Anspruch 1 , wobei der Träger ein Aluminiumoxidträger, bevorzugt ein alpha-Aluminumoxidträger ist. 2. Catalyst according to claim 1, wherein the carrier is an alumina carrier, preferably an alpha-alumina carrier.
3. Katalysator gemäß Anspruch 2, wobei das Aluminiumoxid eine Reinheit von mindestens 85 % hat. 3. A catalyst according to claim 2, wherein the alumina has a purity of at least 85%.
4. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Träger eine bimodale Porenverteilung aufweist, bevorzugt eine bimodale Porenverteilung mindestens enthaltend Poren mit Porendurchmessern im Bereich von 0,1 bis 10 μηη und Poren mit Porendurchmessern im Bereich von 12 bis 100 μηη, bestimmt durch Hg- Porosimetrie gemäß DIN 66133. 4. Catalyst according to one of claims 1 to 3, wherein the carrier has a bimodal pore distribution, preferably a bimodal pore distribution at least containing pores having pore diameters in the range of 0.1 to 10 μηη and pores with pore diameters in the range of 12 to 100 μηη determined by Hg porosimetry according to DIN 66133.
5. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Katalysator Silber in einer Menge von 5 bis 35 Gew.-% enthält. 5. A catalyst according to any one of claims 1 to 4, wherein the catalyst contains silver in an amount of 5 to 35 wt .-%.
6. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Katalysator Rhenium enthält, bevorzugt in einer Menge von 50 bis 600 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators und berechnet als Element. 6. Catalyst according to one of claims 1 to 5, wherein the catalyst contains rhenium, preferably in an amount of 50 to 600 ppm, based on the total weight of the catalyst and calculated as element.
7. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Katalysator zusätzlich mindestens einen weiteren Promotor enthält, bevorzugt einen Promotor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Lithium, Schwefel, Cäsium, Chrom, Mangan, Molybdän, Kalium und Gemischen aus zwei oder mehr davon. 7. Catalyst according to one of claims 1 to 6, wherein the catalyst additionally contains at least one further promoter, preferably a promoter selected from the group consisting of tungsten, lithium, sulfur, cesium, chromium, manganese, molybdenum, potassium and mixtures of two or more of that.
8. Katalysatorträger für einen Katalysator zur Herstellung von Ethylenoxid, wobei der Träger eine BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800 hat, bestimmt gemäß DIN ISO 9277. 8. Catalyst support for a catalyst for the production of ethylene oxide, wherein the support has a BET constant C in the range of 0 to 800, determined according to DIN ISO 9277.
9. Träger nach Anspruch 8, wobei der Träger ein Aluminiumoxidträger, bevorzugt ein alpha-Aluminiumoxidträger ist. A support according to claim 8, wherein the support is an alumina support, preferably an alpha alumina support.
10. Träger nach Anspruch 9, wobei das Aluminiumoxid eine Reinheit von mindestens 85 % hat. The support of claim 9, wherein the alumina has a purity of at least 85%.
1 1 . Träger nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Träger eine bimodale Porenverteilung aufweist, bevorzugt eine bimodale Porenverteilung mindestens enthaltend Poren mit Porendurchmessern im Bereich von 0,1 bis 10 μηη und Poren mit Porendurchmessern im Bereich von 12 bis 100 μηη, bestimmt durch Hg- Porosimetrie gemäß DIN 66133. 1 1. Carrier according to one of claims 8 to 10, wherein the carrier has a bimodal pore distribution, preferably a bimodal pore distribution at least containing pores having pore diameters in the range of 0.1 to 10 μηη and pores with pore diameters in the range of 12 to 100 μηη, determined by Hg - Porosimetry according to DIN 66133.
12. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die Herstellung von Ethylenoxid, mindestens umfassend die Schritte 12. A process for the preparation of a catalyst for the production of ethylene oxide, comprising at least the steps
(i) Bereitstellen eines Trägers mit einer BET-Konstante C im Bereich von 0 bis 800, bestimmt gemäß DIN ISO 9277;  (i) providing a support having a BET constant C in the range of 0 to 800, determined in accordance with DIN ISO 9277;
(ii) Aufbringen von Silber auf dem Träger gemäß (i).  (ii) applying silver to the support according to (i).
13. Katalysator, herstellbar oder hergestellt durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12. 13. Catalyst, preparable or prepared by a process according to claim 12.
14. Verfahren zur Herstellung von Ethylenoxid aus Ethylen, umfassend eine Oxidati- on von Ethylen in Gegenwart eines Katalysators gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 13. 14. A process for the production of ethylene oxide from ethylene, comprising an oxidation of ethylene in the presence of a catalyst according to any one of claims 1 to 7 or 13.
15. Verwendung eines Katalysators gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 13 zur Herstellung von Ethylenoxid aus Ethylen. 15. Use of a catalyst according to any one of claims 1 to 7 or 13 for the production of ethylene oxide from ethylene.
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