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CN114425336B - 一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN114425336B CN202011104742.0A CN202011104742A CN114425336B CN 114425336 B CN114425336 B CN 114425336B CN 202011104742 A CN202011104742 A CN 202011104742A CN 114425336 B CN114425336 B CN 114425336B
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Abstract

本发明属于催化剂领域,涉及一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂及其制备方法和应用。所述银催化剂包括氧化铝载体以及负载其上的银、纳米二氧化钛和助剂,其中,以银催化剂的重量计,所述银的含量为2~39wt%,所述纳米二氧化钛的含量为0.001~1.5wt%,所述助剂的含量为1~5000ppm。本发明和现有技术相比具有如下优点:多孔氧化铝载体经过在含有适量的氨三乙酸与纳米尺寸的二氧化钛颗粒的银氨溶液中浸渍后,由其制成的银催化剂具有较高的活性和选择性,特别适用于乙烯氧化生产环氧乙烷的反应。

Description

一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于催化剂领域,更具体地,涉及一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂、一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的制备方法,由所述乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的制备方法制得的银催化剂,以及所述银催化剂在乙烯环氧化生产环氧乙烷中的应用。
背景技术
在银催化剂作用下乙烯氧化主要生成环氧乙烷,同时发生副反应生成二氧化碳和水,其中活性、选择性和稳定性是银催化剂的主要性能指标。所谓活性是指环氧乙烷生产过程达到一定反应负荷时所需的反应温度。反应温度越低,催化剂的活性越高。所谓选择性是指反应中乙烯转化成环氧乙烷的摩尔数和乙烯的总反应摩尔数之比。所谓稳定性则表示为活性和选择性的下降速率,下降速率越小,催化剂的稳定性越好。在乙烯氧化生产环氧乙烷的过程中使用高活性、高选择性和稳定性良好的银催化剂可以大大提高经济效益,因此制造高活性、高选择性和良好稳定性的银催化剂是银催化剂研究的主要方向。
银催化剂的性能除和催化剂的组成及制备方法有重要关系外,还与催化剂使用的载体的性能和制备方法有重要关系。
现有技术中银催化剂的制备方法包括多孔载体(如氧化铝)的制备和施加活性组分以及助剂到所述载体上这两个过程。在银催化剂的制备过程中,对于以α-Al2O3为主要组分的载体而言,合适的比表面和孔结构是需要的,一方面要为乙烯环氧化反应提供足够的空间,使反应热扩散出去,另一方面也有利于反应产物环氧乙烷及时脱附,避免深度氧化生成副产物二氧化碳。CN1009437B采用比例搭配合适的三水氧化铝混合制备出比表面为0.2~2m2/g、孔容大于0.5ml/g的氧化铝载体,其中孔半径大于30μm的孔占25%以下,用于乙烯环氧化反应可达到83~84%的选择性。
在氧化铝载体中添加其它组分改进载体,提高银催化剂的性能也是一个重要的研究方向。此外,通过对氧化铝载体进行化学处理,也可提高银催化剂的性能。EP0150238在高纯、低表面氧化铝载体的制造过程中使用少量铝酸钡或硅酸钡粘结剂,声称改进载体的抗碎强度和抗磨损性能,专利制造的载体的比表面小于0.3m2/g,制成的催化剂活性和选择性都比较低。US4740493、US4829043和EP0501317使用的氧化铝载体中含一定量的Ca、Al、K、Na可溶盐,声称降低了使用过程中催化剂选择性的下降速率。US5384302声称通过预处理α-Al2O3减少载体中的Na、K、Ca、Al离子含量提高了载体的抗碎强度和耐磨损性能。EP0712334将有效量的银、助剂量的碱金属、助剂量的镁和助剂量的铼载负在至少含85%氧化铝和0.001~2%以氧化物形式存在的镁的载体上制成银催化剂,提高了催化剂的稳定性。US5100859、US5145824、EP0900126、US5801259、US5733842将碱土金属、硅、锆加入α-Al2O3制造载体,然后浸渍银、碱金属助剂、铼助剂及其协助剂制成银催化剂,专利指出碱土金属优选钙,锶和钡盐与锆的化合物一起使用,无法得知添加二者对催化剂性能的影响。US5739075通过在氧化铝载体表面预先沉积助剂量的稀土金属和另一种助剂量的金属盐(碱土金属或者是VIII族过渡金属),接着进行锻烧处理,最终将处理好的载体制成银催化剂,评价结果表明,该催化剂的选择性下降速率小于未做预沉积处理的催化剂样品。CN1511632A发现在氧化铝原料中添加重碱土金属的化合物制成载体,经浸渍银化合物、有机胺和特定的助剂配制成的溶液,在含氧混合气体中热处理后所制备的银催化剂在乙烯氧化反应中的活性、选择性均得到了改善。
尽管上述专利文献分别采用多种方法来改进氧化铝载体,对催化剂的活性、稳定性和选择性带来不同程度的改善,但随着含Re高选择性银催化剂的大规模工业化应用,对载体性能的要求也在不断提高。因此,不断开发新的氧化铝载体仍是银催化剂领域的需求。
发明内容
鉴于上述现有技术的状况,本发明的发明人在银催化剂领域进行了广泛深入的研究,发现在银氨溶液中添加适量的氨三乙酸与纳米尺寸的二氧化钛颗粒,能够明显提高由其制成的银催化剂的活性和选择性。
本发明的第一方面提供一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂,所述银催化剂包括氧化铝载体以及负载其上的银、纳米二氧化钛和助剂,其中,以银催化剂的重量计,所述银的含量为2~39wt%,所述纳米二氧化钛的含量为0.001~1.5wt%,所述助剂的含量为1~5000ppm。
本发明的第二方面提供一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的制备方法,包括如下步骤:
S1.将含银化合物、氨三乙酸、纳米二氧化钛溶解或悬浮于含胺溶液或氨水中,配制成银氨溶液;
S2.将氧化铝载体放入所述银氨溶液中浸渍、沥干,得到所述银催化剂的前驱体;
S3.对所述银催化剂的前驱体进行还原处理,得到所述银催化剂。
本发明的第三方面提供上述制备方法制得的乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂。
本发明的第四方面提供上述银催化剂在乙烯环氧化生产环氧乙烷中的应用。
本发明和现有技术相比具有如下优点:多孔氧化铝载体经过在含有适量的氨三乙酸与纳米尺寸的二氧化钛颗粒的银氨溶液中浸渍后,由其制成的银催化剂具有较高的活性和选择性,特别适用于乙烯氧化生产环氧乙烷的反应。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。
本发明提供一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂,所述银催化剂包括氧化铝载体以及负载其上的银、纳米二氧化钛和助剂,其中,以银催化剂的重量计,所述银的含量为2~39wt%,优选为10~35wt%,所述纳米二氧化钛的含量为0.001~1.5wt%,优选为0.01~1.0wt%,所述助剂的含量为1~5000ppm。
本发明银催化剂中的纳米二氧化钛的颗粒直径优选为1~100纳米,进一步优选为5~80纳米,更优选为10~60纳米。
根据本发明,优选地,所述氧化铝载体具有如下特征:压碎强度为20~200N/粒;比表面为0.2~3.0m2/g;吸水率不低于30%;孔容为0.30~0.85ml/g;更优选地,所述氧化铝载体为多孔α-氧化铝载体,其中α-氧化铝的含量为90wt%以上。
本发明中的助剂可以为各种应用于乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的助剂,包括但不限于碱金属助剂、铼助剂和铼助剂的共助剂中的至少一种;其中,所述共助剂优选为铬、钼和钨的化合物中的至少一种。
各种助剂的含量也均可以为本领域常规用量,具体地,基于所述银催化剂的总重量,所述碱金属的含量为1~2000ppm,优选为5~1500ppm;以原子计的铼金属的含量为0~2000ppm,优选100~1000ppm,以共助剂中金属计的共助剂的含量为5~200ppm,优选为20~150ppm。
本发明的所述银催化剂由所述氧化铝载体在银氨溶液中浸渍、沥干、焙烧后得到,优选地,所述银氨溶液包括含银化合物、有机胺或氨水、氨三乙酸、纳米二氧化钛。更优选地,氨三乙酸在银氨溶液中的含量为0.01~20.0wt%,优选为0.05~8.0wt%,更优选为0.5~4.0wt%。
本发明还提供一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的制备方法,包括如下步骤:
S1.将含银化合物、氨三乙酸、纳米二氧化钛溶解或悬浮于含胺溶液或氨水中,配制成银氨溶液;
S2.将氧化铝载体放入所述银氨溶液中浸渍、沥干,得到所述银催化剂的前驱体;
S3.对所述银催化剂的前驱体进行还原处理,得到所述银催化剂。
根据本发明,步骤S1中,所述含银化合物可选自含银的有机化合物和/或含银的无机化合物,优选为银的有机酸盐和/或银的无机酸盐,进一步优选为硝酸银和/或草酸银;所述含银化合物的加入量使得银在所述银催化剂中的含量为2~39wt%,优选为10~35wt%,基于所述银催化剂的总重量。
根据本发明,步骤S1中,相对于银氨溶液的总重量,氨三乙酸的含量优选为0.01~20.0wt%,更优选为0.05~8.0wt%,进一步优选为0.5~4.0wt%。
根据本发明,步骤S1中,相对于银氨溶液的总重量,纳米二氧化钛的含量优选为0.001~2.0wt%,更优选为0.01~1.5wt%,进一步优选为0.1~0.8wt%。
根据本发明,步骤S1中,纳米二氧化钛的颗粒直径可以为1~100纳米,优选为5~80纳米,更优选为10~60纳米。
根据本发明,步骤S1中,所述含胺溶液可以为吡啶、丁胺、乙二胺、1,3-丙二胺、乙醇胺中的一种或多种的水溶液。以银氨溶液的总重量为基准,含胺化合物的含量为10~90wt%。
在本发明的一个优选的实施方式中,在步骤S1、步骤S2或步骤S3中加入助剂。
根据本发明,在步骤S1中加入助剂包括向步骤S1中的银氨溶液中加入助剂。
根据本发明,在步骤S2中加入助剂可以是在将氧化铝载体放入所述银氨溶液中浸渍的同时加入助剂,也可以是在将氧化铝载体放入所述银氨溶液中浸渍之后加入助剂。
根据本发明,在步骤S3中加入助剂包括对所述银催化剂的前驱体进行还原处理后加入助剂。
在本发明的一个优选的实施方式中,所述助剂选自碱金属助剂、铼助剂和铼助剂的共助剂中的至少一种。
在本发明的一个优选的实施方式中,所述碱金属助剂选自锂、钠、钾、铷和铯的化合物中的至少一种;如它们的硝酸盐、硫酸盐或氢氧化物,优选硫酸铯和/或硝酸铯。基于所述银催化剂的总重量,所述碱金属助剂的加入量可使得所述碱金属在所述银催化剂中的含量为1~2000ppm,优选为5~1500ppm。
在本发明的一个优选的实施方式中,所述铼助剂选自铼的无机氧化物、甲基三氧化铼(Ⅶ)、高铼酸、高铼酸铯和高铼酸铵中的至少一种;优选高铼酸和高铼酸盐,例如高铼酸、高铼酸铯和高铼酸铵等。基于所述银催化剂的总重量,所述铼助剂的加入量可使得以原子计的铼金属在所述银催化剂中的含量为0~2000ppm,优选100~1000ppm。
在本发明的一个优选的实施方式中,所述共助剂为铬、钼和钨的化合物中的至少一种;例如钨酸、钨酸铯、钼酸、钼酸铵和硫酸铈中的至少一种。基于所述银催化剂的总重量,所述共助剂的加入量可使得以共助剂中金属计的共助剂的含量为5~200ppm,优选为20~150ppm。
用于本发明中的氧化铝载体具有如下特征:压碎强度为20~200N/粒;比表面为0.2~3.0m2/g;吸水率不低于30%;孔容为0.30~0.85ml/g;优选地,所述氧化铝载体为多孔α-氧化铝载体,其中α-氧化铝的含量为90wt%以上
在本发明的一个优选的实施方式中,步骤S3中,所述还原处理为焙烧;优选地,所述焙烧的条件包括:在空气或氧含量不大于21%的氮氧混合气中进行;温度控制在180~700℃之间,优选为200~500℃;时间为1~120分钟,优选为1.5~30分钟。
本发明的一个具体的实施方式中,在本发明银催化剂的制备中,首先使硝酸银的水溶液与草酸铵或草酸水溶液反应,析出草酸银沉淀,过滤后,用去离子水洗涤,直至无硝酸根离子,然后把草酸银溶入含胺溶液或者氨水中,例如吡啶、丁胺、乙二胺、1,3-丙二胺、乙醇胺等有机胺或其混合物的水溶液中,加入助剂,配成银氨浸渍溶液。然后用所得浸渍溶液浸渍上述氧化铝载体,沥干,在空气流或氧含量不大于21%的氮氧混合气中于180~700℃、优选200~500℃的温度范围内保持1~120分钟,优选1.5~30分钟,以进行热分解。也可用氧化银代替硝酸银,草酸银也可不析滤,直接与有机胺络合,然后浸渍载体。
本发明还提供由上述制备方法制得的乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂。
本发明的银催化剂可用于乙烯环氧化生产环氧乙烷中。所述银催化剂在乙烯氧化生产环氧乙烷的过程中显示出良好的活性和选择性。
催化剂性能的测定
本发明的各种银催化剂用实验室反应器(以下简称“微反”)评价装置测试其初始性能和稳定性。微反评价装置使用的反应器是内径4mm的不锈钢管,反应器置于加热套中。催化剂的装填体积为1ml,下部有惰性填料,使催化剂床层位于加热套的恒温区。
本发明使用的活性和选择性的测定条件如下:
反应气体组成(mol%)
当稳定达到上述反应条件后连续测定反应器入、出口气体组成。测定结果进行体积收缩校正后按以下公式计算选择性:
选择性
其中ΔEO是出口气与进口气环氧乙烷浓度差,取10组以上试验数据的平均数作为当天的试验结果。
催化剂的活性是通过在达到一定EO浓度时的反应温度的高低来衡量。
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明的范围并不局限于这些实施例。
载体制备例
将50~500目的三水α-Al2O3 42g,大于200目的假一水Al2O3 362g,NH4F7g和Mg(NO3)2 8.5g放入混料器中混合均匀,转入捏合机中,加入稀硝酸(硝酸:水=1:3,重量比)0.12升,捏合成可挤出成型的膏状物。挤出成型为外径8.0mm、长6.0mm、内径1.0mm的五孔柱状物,在80~120℃下烘干2小时以上,使游离含水量降低到10%以下。制得的α-Al2O3载体的压碎强度为60N/粒,比表面为0.98m2/g,吸水率为44%,孔容为0.53l/g,α-氧化铝的含量为90wt%以上。
实施例1
在带搅拌的玻璃烧杯中加32.1g乙二胺,10.8g乙醇胺,3g氨三乙酸和179.8g去离子水,得到混合液;将72.2g草酸银慢慢加入混合液中,温度保持在40℃以下,持续搅拌,使草酸银完全溶解;然后依次加2.25mL硝酸铯水溶液(浓度为0.03995g/mL,以铯原子重量计)、2.78mL高铼酸铵水溶液(浓度为0.0162g/mL,以铼原子重量计)、0.6g二氧化钛颗粒(直径为20纳米),混合均匀制成303.6g浸渍溶液待用。
取15g的载体,将其放入能抽真空的玻璃容器中,并加入以上浸渍溶液,完全浸没载体即可。抽真空至10mmHg以上,保持约15分钟后,沥滤去除多余的溶液。最后将浸渍过的载体样品放置在350℃的空气流中加热约2分钟,即制成银催化剂C1。
实施例2
在带搅拌的玻璃烧杯中加32.1g乙二胺,10.8g乙醇胺,3g氨三乙酸和179.8g去离子水,得到混合液;将72.2g草酸银慢慢加入混合液中,温度保持在40℃以下,持续搅拌,使草酸银完全溶解;然后依次加2.25mL硝酸铯水溶液(浓度为0.03995g/mL,以铯原子重量计)、2.78mL高铼酸铵水溶液(浓度为0.0162g/mL,以铼原子重量计)、0.6g二氧化钛颗粒(直径为50纳米),混合均匀制成303.6g浸渍溶液待用。
取15g的载体,将其放入能抽真空的玻璃容器中,并加入以上浸渍溶液,完全浸没载体即可。抽真空至10mmHg以上,保持约15分钟后,沥滤去除多余的溶液。最后将浸渍过的载体样品放置在350℃的空气流中加热约2分钟,即制成银催化剂C2。
实施例3
在带搅拌的玻璃烧杯中加32.1g乙二胺,10.8g乙醇胺,3g氨三乙酸和179.8g去离子水,得到混合液;将72.2g草酸银慢慢加入混合液中,温度保持在40℃以下,持续搅拌,使草酸银完全溶解;然后依次加2.25mL硝酸铯水溶液(浓度为0.03995g/mL,以铯原子重量计)、2.78mL高铼酸铵水溶液(浓度为0.0162g/mL,以铼原子重量计)、1.8g二氧化钛颗粒(直径为20纳米),混合均匀制成304.8g浸渍溶液待用。
取15g的载体,将其放入能抽真空的玻璃容器中,并加入以上浸渍溶液,完全浸没载体即可。抽真空至10mmHg以上,保持约15分钟后,沥滤去除多余的溶液。最后将浸渍过的载体样品放置在350℃的空气流中加热约2分钟,即制成银催化剂C3。
实施例4
在带搅拌的玻璃烧杯中加32.1g乙二胺,10.8g乙醇胺,3g氨三乙酸和179.8g去离子水,得到混合液;将72.2g草酸银慢慢加入混合液中,温度保持在40℃以下,持续搅拌,使草酸银完全溶解;然后依次加2.25mL硝酸铯水溶液(浓度为0.03995g/mL,以铯原子重量计)、2.78mL高铼酸铵水溶液(浓度为0.0162g/mL,以铼原子重量计)、1.8g二氧化钛颗粒(直径为50纳米),混合均匀制成304.8g浸渍溶液待用。
取15g的载体,将其放入能抽真空的玻璃容器中,并加入以上浸渍溶液,完全浸没载体即可。抽真空至10mmHg以上,保持约15分钟后,沥滤去除多余的溶液。最后将浸渍过的载体样品放置在350℃的空气流中加热约2分钟,即制成银催化剂C4。
实施例5
在带搅拌的玻璃烧杯中加32.1g乙二胺,10.8g乙醇胺,9g氨三乙酸和179.8g去离子水,得到混合液;将72.2g草酸银慢慢加入混合液中,温度保持在40℃以下持续搅拌,使草酸银完全溶解;然后依次加2.25mL硝酸铯水溶液(浓度为0.03995g/mL,以铯原子重量计)、2.78mL高铼酸铵水溶液(浓度为0.0162g/mL,以铼原子重量计)、0.6g二氧化钛颗粒(直径为20纳米),混合均匀制成309.6g浸渍溶液待用。
取15g的载体,将其放入能抽真空的玻璃容器中,并加入以上浸渍溶液,完全浸没载体即可。抽真空至10mmHg以上,保持约15分钟后,沥滤去除多余的溶液。最后将浸渍过的载体样品放置在350℃的空气流中加热约2分钟,即制成银催化剂C5。
实施例6
在带搅拌的玻璃烧杯中加32.1g乙二胺,10.8g乙醇胺,9g氨三乙酸和179.8g去离子水,得到混合液;将72.2g草酸银慢慢加入混合液中,温度保持在40℃以下持续搅拌,使草酸银完全溶解;然后依次加2.25mL硝酸铯水溶液(浓度为0.03995g/mL,以铯原子重量计)、2.78mL高铼酸铵水溶液(浓度为0.0162g/mL,以铼原子重量计)、0.6g二氧化钛颗粒(直径为50纳米),混合均匀制成309.6g浸渍溶液待用。
取15g的载体,将其放入能抽真空的玻璃容器中,并加入以上浸渍溶液,完全浸没载体即可。抽真空至10mmHg以上,保持约15分钟后,沥滤去除多余的溶液。最后将浸渍过的载体样品放置在350℃的空气流中加热约2分钟,即制成银催化剂C6。
实施例7
在带搅拌的玻璃烧杯中加32.1g乙二胺,10.8g乙醇胺,9g氨三乙酸和179.8g去离子水,得到混合液;将72.2g草酸银慢慢加入混合液中,温度保持在40℃以下持续搅拌,使草酸银完全溶解;然后依次加2.25mL硝酸铯水溶液(浓度为0.03995g/mL,以铯原子重量计)、2.78mL高铼酸铵水溶液(浓度为0.0162g/mL,以铼原子重量计)、1.8g二氧化钛颗粒(直径为20纳米),混合均匀制成310.8g浸渍溶液待用。
取15g的载体,将其放入能抽真空的玻璃容器中,并加入以上浸渍溶液,完全浸没载体即可。抽真空至10mmHg以上,保持约15分钟后,沥滤去除多余的溶液。最后将浸渍过的载体样品放置在350℃的空气流中加热约2分钟,即制成银催化剂C7。
实施例8
在带搅拌的玻璃烧杯中加32.1g乙二胺,10.8g乙醇胺,9g氨三乙酸和179.8g去离子水,得到混合液;将72.2g草酸银慢慢加入混合液中,温度保持在40℃以下持续搅拌,使草酸银完全溶解;然后依次加2.25mL硝酸铯水溶液(浓度为0.03995g/mL,以铯原子重量计)、2.78mL高铼酸铵水溶液(浓度为0.0162g/mL,以铼原子重量计)、1.8g二氧化钛颗粒(直径为50纳米),混合均匀制成310.8g浸渍溶液待用。
取15g的载体,将其放入能抽真空的玻璃容器中,并加入以上浸渍溶液,完全浸没载体即可。抽真空至10mmHg以上,保持约15分钟后,沥滤去除多余的溶液。最后将浸渍过的载体样品放置在350℃的空气流中加热约2分钟,即制成银催化剂C8。
比较例1
在带搅拌的玻璃烧杯中加32.1g乙二胺,10.8g乙醇胺和179.8g去离子水,得到混合液;将72.2g草酸银慢慢加入混合液中,温度保持在40℃以下,持续搅拌,使草酸银完全溶解;然后依次加2.25mL硝酸铯水溶液(浓度为0.03995g/mL,以铯原子重量计)、2.78mL高铼酸铵水溶液(浓度为0.0162g/mL,以铼原子重量计),混合均匀制成300g浸渍溶液待用。
取15g的载体,将其放入能抽真空的玻璃容器中,并加入以上浸渍溶液,完全浸没载体即可。抽真空至10mmHg以上,保持约15分钟后,沥滤去除多余的溶液。最后将浸渍过的载体样品放置在350℃的空气流中加热约2分钟,即制成银催化剂DC1。
测试例
使用微型反应器装置在前述工艺条件下评价催化剂样品的活性和选择性,评价结果列于下表1中。
表1银催化剂比较例1和实施例1~8的第6天评价结果
催化剂编号 温度(℃) 选择性(%)
DC1 225 82.53
C1 218 83.75
C2 220 83.55
C3 217 83.88
C4 218 83.45
C5 216 83.63
C6 218 83.91
C7 219 83.37
C8 220 83.19
从表1中可以发现,采用在银氨溶液中添加适量的氨三乙酸与纳米尺寸的二氧化钛颗粒的工艺所制得的银催化剂样品,反应温度显著降低,表明其活性得到明显的提高,并且,其选择性也有所提高。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (19)

1.一种乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1. 将含银化合物、氨三乙酸、纳米二氧化钛溶解或悬浮于含胺溶液或氨水中,配制成银氨溶液;相对于银氨溶液的总重量,纳米二氧化钛的含量为0.1~0.8 wt%,氨三乙酸的含量为0.5~4.0 wt%;所述含胺溶液为吡啶、丁胺、乙二胺、1,3-丙二胺、乙醇胺中的一种或多种的水溶液;
S2. 将氧化铝载体放入所述银氨溶液中浸渍、沥干,得到所述银催化剂的前驱体;
S3. 对所述银催化剂的前驱体进行还原处理,得到所述银催化剂;
所述含银化合物的加入量使得银在所述银催化剂中的含量为10~35wt%,基于所述银催化剂的总重量;
所述纳米二氧化钛的颗粒直径为10~60纳米。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,步骤S1中,所述含银化合物选自含银的有机化合物和/或含银的无机化合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其中,所述含银化合物为银的有机酸盐和/或银的无机酸盐。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其中,所述含银化合物为硝酸银和/或草酸银。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其中,在步骤S1、步骤S2或步骤S3中加入助剂;
所述助剂选自碱金属助剂、铼助剂和铼助剂的共助剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述碱金属助剂为锂、钠、钾、铷和铯的化合物中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述铼助剂为铼的无机氧化物、甲基三氧化铼(Ⅶ)、高铼酸、高铼酸铯和高铼酸铵中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述共助剂为铬、钼和钨的化合物中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的制备方法,其中,基于所述银催化剂的总重量,所述碱金属助剂的加入量使得所述碱金属在所述银催化剂中的含量为1~2000 ppm;所述铼助剂的加入量使得以原子计的铼金属在所述银催化剂中的含量为100~2000 ppm;所述共助剂的加入量使得以共助剂中金属计的共助剂的含量为5~200 ppm。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其中,所述碱金属助剂的加入量使得所述碱金属在所述银催化剂中的含量为5~1500 ppm。
11.根据权利要求9所述的制备方法,其中,所述铼助剂的加入量使得以原子计的铼金属在所述银催化剂中的含量为100~1000 ppm。
12.根据权利要求9所述的制备方法,其中,所述共助剂的加入量使得以共助剂中金属计的共助剂的含量为20~150 ppm。
13.根据权利要求1所述的制备方法,其中,步骤S2中,所述氧化铝载体具有如下特征:压碎强度为20~200 N/粒;比表面为0.2~3.0 m2/g;吸水率不低于30%;孔容为0.30~0.85ml/g。
14.根据权利要求13所述的制备方法,其中,所述氧化铝载体为多孔α-氧化铝载体,其中α-氧化铝的含量为90 wt%以上。
15.根据权利要求1所述的制备方法,其中,步骤S3中,所述还原处理为焙烧;温度控制在180~700℃之间;时间为1~120分钟。
16.根据权利要求15所述的制备方法,其中,所述焙烧的条件包括:在空气或氧含量不大于21%的氮氧混合气中进行。
17.根据权利要求15所述的制备方法,其中,温度为200~500℃;时间为1.5~30分钟。
18.由权利要求1-17中任意一项所述的制备方法制得的乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂。
19.权利要求18所述的银催化剂在乙烯环氧化生产环氧乙烷中的应用。
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