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DE2017733C3 - Verfahren zur Herstellung von Silberkatalysatoren für die Herstellung von Äthylenoxid - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Silberkatalysatoren für die Herstellung von Äthylenoxid

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Publication number
DE2017733C3
DE2017733C3 DE2017733A DE2017733A DE2017733C3 DE 2017733 C3 DE2017733 C3 DE 2017733C3 DE 2017733 A DE2017733 A DE 2017733A DE 2017733 A DE2017733 A DE 2017733A DE 2017733 C3 DE2017733 C3 DE 2017733C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silver
oxide
catalyst
carrier
salt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2017733A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2017733A1 (de
DE2017733B2 (de
Inventor
Herbert Dipl.-Chem. Bergmann
Willi Brauckmann
Hermann Dr. Springmann
Horst Ueberschaer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huels AG
Original Assignee
Chemische Werke Huels AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chemische Werke Huels AG filed Critical Chemische Werke Huels AG
Priority to DE2017733A priority Critical patent/DE2017733C3/de
Priority to JP45119511A priority patent/JPS4945233B1/ja
Priority to FR7112131A priority patent/FR2089257A5/fr
Priority to NL7104904A priority patent/NL7104904A/xx
Priority to US00134039A priority patent/US3793231A/en
Priority to BE765742A priority patent/BE765742A/xx
Priority to GB2673871*A priority patent/GB1351299A/en
Publication of DE2017733A1 publication Critical patent/DE2017733A1/de
Publication of DE2017733B2 publication Critical patent/DE2017733B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2017733C3 publication Critical patent/DE2017733C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00Preparation of oxiranes
    • C07D301/02Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/04Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen
    • C07D301/08Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase
    • C07D301/10Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase with catalysts containing silver or gold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/48Silver or gold
    • B01J23/50Silver
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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Description

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch 35 reichende Leistung.
gekennzeichnet, daß bei wiederholter oder mehr- Bei dem sogenannten .-Imprägnierverfahren« wird
fächer Behandlung des Trägers mit dem wäßrigen an Stelle einer Suspension von Silberoxid eine wäßrige
Silbersalz—Silberoxid-Gemisch ab der dritten Be- Silbersalzlösung oder eine Silbersalzschmel/e ein-
handlu.ig allein Silberoxid verwendet wird. gesetzt.
30 So wird beispielsweise nach dem Verfahren der
deutschen Auslegeschiiti 1 211 607 ein poröses Trägei -
maierial mit einer wäßrigen Lösung von Silberlactat
Gegenstand der F rfindung ist ein Verfahren zum imprägniert und das Lactat nach dem Trocknen bei Herstellen von Silberkatalysatoren für die Herstellung Temperaturen zwischen 250und 380'Czu metallischem von Äthylenoxid durch Oxydation von Äthylen mit 35 Silber zersetzt. In einer bevorzugten Ausfühnmgs-Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen durch form wird dabei das Wasser aus der Silbersalzhaltig Behandeln von porösen Trägermaterialien mit einer unter vermindertem Druck abgezogen. Das sogenannte Lösung eines Silbersalzes einer organischen Säure und »Imprägnierverfahren« hat den Nachteil, daß der nachfolgendem Erhitzen. imprägnierte Träger lange getrocknet werden muß Die Herstellung von Äthylenoxid durch Oxidation 40 (deutsche Auslegeschrift 1 260 451, Beispiel 1) und daß von Äthylen wird bekanntlich in Gegenwart silber- das lösliche Silbersalz bei hohen Temperaturen /erhaltiger Trägerkatal>satoren vorgenommen. Als Kata- setzt werden muß (deutsche Auslegesehrift 1 211 607, iysalorträger werden mehr oder weniger poröse Massen USA-Patentschrift 2 477 435, Beispiel 2, deutsche verwendet, beispielsweise Aluminiumoxid, Kieselgur, Auslegesehrift 1 059 429, Beispiel 1).
Bimsstein, Kieselerde, Calciumcarbonat, Holzkohle, -45 Da nach üblicher Erfahrung die Reduktions- bzw. Ton oder Graphit (deutsche Patentschriften 1 068 235, Zerset. ungstemperatur bei der Herstellung des Kataly-221 620 und 971 452). sators im wesentlichen die spätere Reaktionsiemperalur Die Katalysatoren für die Oxydation des Äthylens bestimmt, werden nach dieser Herstellungsmethode /u Äthylenoxid werden grundsätzlich nach zwei Ver- somit Katalysatoren erhalten, die er>t bei verhältnisiahren hergestellt, nämlich 50 mäßig hohen ArbeiMemp'Taturen eine gute Leistung ..,..,. , . . „.., ... . besitzen. Folglich sind für die wirtschaftliche technische
a) durch Aufbringen der aktiven Silberschicht mit Durchführung dieses Verfahrens spezielle Ofenkon-H.lfe einer wäßrigen Suspension auf e.nen Träger struklionen notwendig, die es beispielsweise mit Hilfe (Suspensionsverfahren) einer Wärmeträgerflüssigkeit ermöglichen, Arbeits-
,. jCCr, , ... . ...... . , 55 temperaturen von 300° C und höher zu erreichen, was
b) durch Imprägnieren,eines porösen Tragermaterials m/dem weniger aufwendigen Siedewasserreaktor mit H>le einer S.lbersalzlosung (Imprägnier- nicht ohne weiteres möglich ist. Siedewasserreaktoren
ver a ren). besitzen aber — bedingt durch die hohe spezitische
In beiden Fällen werden die zu behandelnden Kata- Verdampfungswärme — den Vorteil der besseren
lysatoren einer thermischen Nachbehandlung unter- 60 Wärmeabfuhr, was sie wiederum für Katalysatoren,
würfen. die einen hohen Umsatz gestatten, besonders geeignet
Bei dem sogenannten »Suspensionsverfahren« wird erscheinen läßt. Der besondere Nachteil der nach dem
üblicherweise eine wäßrige Aufschlämmung von sogenannten »Imprägnierverfahren« hergestellten Ka-
Silberoxid auf ein keramisches Trägermaterial — z. B. talysatoren liegt jedoch darin, daß sie zwar eine gute
Aluminiumoxid — aufgezogen, wobei eine mehr oder 65 Selektivität, aber nur einen geringen Umsatz ermög-
weniger dicke zusammenhängende aktivierende Silber- liehen (I. c. Jean Jaques Bodson, Ind. Chem. beige
schicht auf dem Träger ausgebildet wird. Diese hoch- 32 [1967], S. 880 bis 887).
aktive Silberschicht kann leicht mechanisch beschädigt Es ist auch aus der USA.-Patentschrift 2 477 435
schicht in Abwesenheit von Wasserstoff bei Temperaturen zwischen 160 und 230' C. insbesondere zwischen und 21O0C.
In vielen Fällen ist es zweckmäßig — um einen
höheren Anteil an aktiviertem Metall zu erhalten -- die Behandlung des Trägers mit dem wäßrigen Silberoxid-Silbersalz-Gemisch und die anschließende Umwandlung zu Silber einmal oder mehrmals zu wiederholen. Bei mehl fächer Wiederholung kann ab der dritten Be-
handlimg an Stelle eines Silbersalz-Silberoxid-Gemisches allein Sijberoxid verwendet werden. Der Silbergehalt der Katalysatoren liegt im allgemeinen zwischen 150 und 46OgI. insbesondere zwischen ?()() iind 305 a/l, entsprechend 15 bis 35 Gewichtsprozent.
p;^,,,.., d::ß ein nach dem Imprägnierungsverfahren hergestellter Katalysator, bei welchem das ausgefällte Siiberoxid mit Hilfe einer wäßrigen Müchsäure-Lösung Jn das Silberlactat überführt und diese Silberlactat-Lösung zum Imprägnieren des Katalysatorträgers verwendet wird, negativ verändert wird, wenn die wäßrige Lösung geringe Mengen Silber oder Silbeioxid enthält (I.e. Spalte 2. Zeilen 11 bis 16).
Nach dem Stande der Technik ist es also erforderlich, die Anwesenheit von Silber oder Silheroxid in wäliriüen Silberlactai-Lösungen zu vermeiden.
I- wurde nun gefunden, daß man Silberträgerkai.iiv..atoren für die Herstellung von Äthylenoxid
tiur.h Direktoxydar.ion von Äthylen herstellen kann, ιιηα ju:> g/i, euisyici-iicinj .-■ t..-.-.- --■- ··,
neUie sowohl die hohe Aktivität und Selektivität der 15 insbesondere 19 bis 27 Gewichtsprozent. Silbe
dem Suspension^ erfahren hergestellten KiUuIy- Das Trägermaterial, das zum Herstellen der eriin-
■ ■ ' ■■■■■■ -■-·■■ ■ ■ dungsgemäß verwendeten Katalysatoren verwendet
wird, kann in Form \on Kugeln. Ringen. Pellets oder
dem impragmervenanren nergesieiiien rvaiaiy- solcher Körper, die einen möglichst geringen Druck-..itren nuht besitzen, bei ihrer Herstellung einer redu- 20 abfall im Reaktionsrohr verursachen, eingesetzt wer-■M^enden thermischen Behandlung bei hohen Tempe- den. Besonders werden Formkörper verwendet die r-turen unterworfen werden zu müssen. überwiegend aus -«.-Aluminiumoxid bestehen. Das
' rrfindunüsgemäß aelangt man zu den vorteilhaften Porenvolumen des Trägers liegt zweckmaLtigerweise katalysatoren, wenn man eine Suspension, bestehend über 50° 0, insbesondere nei etwa 60 0 und darune, au, Silberoxid und einer wäßrigen Lösung eines Silber- 25 Der Porendurchmesser beträgt ungefähr 200 his etwa , einer organischen Säure, in der das molare Ver- 2000 μ, insbesondere bis etwa 1500 μ
■- —· ■ Die erlinduncseemäß hergestellten Katalysatoren
können bei dem üblichen Verfahren zum Umsetzen von Äthylen zu Äthylenoxid durch Direktoxsdation mit Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators ver wendet werden. Die Direktoxydation des Äthylens kann dabei z. B. in einem Temperaturbereich /wischen 240 und 330 C erfolgen, und der für die Oxydation
na .ι1. «- ι —c j
saroreii besitze··, jedoch deren Nachteil des hohen AiMicbs nicht aufweisen, als auch den Nachteil der n.n.h dem Imprägnierverfahren hergestellten Katalyerforderliche Sauerstoff kann entweder in reiner oder
1 ' - -.-führt
in Rohren — angewendet werden, über die das Gasgemisch geleitet wird.
Durch die Verwendung einer wäßrigen Mischung aus löslichefn Silbersalz vorzugsweise Silherhctat und Silberoxid -■■ dringt das gelöste Silbersalz mit der feinstverteilten Silberoxidsiispension bis in den Kern des Trägermaterials ein. ohne daß die Poren verkleben. Hierdurch wird die Silberoberflache wesentlich
1 · ■■ - ■ -U S .O Λ..
aUl/V..·· *-liiw» u.£,*... _, _
hiilinis Silberoxid zu wasserlöslichem Silbersalz 35 bis 65" 0 beträgt, am den porösen Träger aufbringt und anschließend auf Temperature zwischen 160 und 2/0 C erhitzt.
Vorteilhaft wird die wäßrige Si Jeroxid-Suspension mn einer 40- bis 80°/oigen wäßrigen Lösung einer organischen Säure, die ein wasserlösliches Silbersalz
zu bilden vermag, behandelt, so daß 35 bis 65 Mol- ciu,,ui,,k,,, ^„
Prozent, vorteilhaft 45 bis 55 Molprozent, insbesondere 35 verdünnter Form. z. B. in Form von Luft. . 5o Molprozent, des Silberoxids in das wasserlösliche werden. Die Katalysatoren können wie üblii-h Silbersalz überführt werden. ' ' u - '·" ■'
Vorteilhaft verwendet man als Silbersalz Silberlactat und als organische Säure entsprechend die Milchsäure.
Die Katalysatoren werden zweckmäßig wie folgt hergestellt: Zunächst wird in bekannter Weise aus einer wäßrigen Lösung eines Silbersalzes, zweckmäßig
Silbernitrat, mit einer wäßrigen Lösung von Natrium- neuen, mt.uu.w. τ,.,~ ...
hydroxid oder Kaliumhydroxid Silberoxid gefällt. Das 45 vergrößert. Als besonderer Vorieil ergibt sich, daß das abfiltrierte Silberoxid wird so lange mit destilliertem Silbersalz-Silberoxid-Gemisch durch eine thi-rmkclie Wasser ljwaschen, bis das Waschwasser sal/frei ab- Behandlung bei Abwesenheit von Wasserst ff bei
niedrigen Temperaturen in aktives Silber ι -erfi.'r.rt werden kann. Hierbei liegen' die Temperaturen niedriger als die Zerselztingstemperatur des reinen Silbersalz-lmprägnierkatalys.it.iih 1. L.ietaü urd ebenfalls niedriger als die Reduknonsteniperatur des remer, Silberoxid-Suspensionskatalysators in Gegenwart von
..... „_. r. Wasserstoff. Die für die Reduktion erfordei'ichen
wird zweckmäßig unter vermindertem Druck das 55 Temperaturen verändern sich mit dem "verhältnis wäßrige Silberoxid-Silberlactat-Gemisch auf und in Silbeioxid zu Silbersalz, wie folgende Tab-jiie I /V;.·!: die Poren des Trägers gebracht.
In einer besonderen Ausführungsform wird das angelegte Vakuum nicht konstant gehalten, sondern durch kurzzeitiges Belüften der Druck erhöht, jedoch nicht auf vollen Atmosphärendruck. Wie oft der Druckwechsel vorgenommen wird, richtet sich nach den vorliegenden Gegebenheiten. Im allgemeinen wird man im Verlauf von einer Minute den Druckwechsel vornehmen. Nach dem Eindringen des Silberlactat-Silberoxids in den Träger wird der. robe Katalysator thermisch behandelt, wobei das Silberoxid und das Silbersalz in Silber umgewandelt werden. Dies ge-
WUiSCl :.. v»u;>wi\.ii, ·.·■ ·> **«., ..
läuft. 35 bis 65 Molprozent. vorteilhaft 45 bis 55 Molprozent, insbesondere 50 Molprozent, des Silberoxids werden mit Hilfe von 70°/oiger Milchsäure in bekannter Weise zum löslichen Silbersalz umgesetzt und die erhaltene Silbe^salz-Silbeioxid-Mischung mit dem Trägermaterial in ein hei/- und drehbares Mischgefäß gegeben. Bei Temperaturen zwischen 20 und 700C
Tabelle
Lactat Ag3O ReduktunTi-
Molprozcnt Molprozent tcmperatur
25 75 etwa 17(V C
50 50 etwa 200 C
75 25 etwa 241) C
100 300 bis 500 C(
·) USA.-Patentschrift 2 477-435
Aus der nachstehenden Tabelle II ist ersichtlich, daß außerhalb der erfindungsgemäß festgelegten Grenzen des Molverhältnisses Silberlactat zu Silberoxid deutlich verschlechterte Ergebnisse erzielt werden. Insbesondere ist aus den Vergleichsbeispielen 3a und 3b bzw. 4a und 4b zu ersehen, daß ein rascher Abfall des Umsatzes innerhalb weniger Tage eintritt.
Der erfindungsgemäß hergestellte Katalysator ist widerstandsfähiger gegen mechanischen Abrieb und zeigt auch eine wesentliche Selektivitätssteigerung bei hohen Umsätzen. Auch nach langer Betriebsdauer werden die Reaklionsrohre nicht durch Katalysator-Abrieb verstopft und somit auch ein Druckabfall vermieden. Da praktisch das gesamte Trägermaterial mn Silber durchdrungen ist, kann der Katalysator die Wärme gut ableiten und ist deshalb wenig emplinclhc!. gegen hohe thermische Belastungen.
Tabelle II
la
Beispiel
50/50
3a
Vergleichsbeispiel
3b I 4a
4b
Mol-Verhältnis Ag-Lactat/AfeO (·/„)
25/75
Duichsatz Nm3/h 22,3 22,3
Temperatur, C 276
g Ag/I Kontakt 204
Druck, atü 19,1 19,3
Äthylen, Volumprozent 4
Sauerstoff, Volumprozent 5,3 5,3
Porendurchmesser, μ
Druckabfall (Ip) 0,74 0,71
g Äthylenoxid
Nm3 ' 28,9 27,8
Umsatz, Prozent 51,2 50,5
Ausbeute, Prozent 71,6 71,5
Lauheit, Tage 90 10*)
*) abgebrochen
Beispiel 1
107 g Silbernitrat (0,629 Mol) werden in 1500 ml vollentsalztem Wasser gelöst. Zur Fällung des Silberoxids wird eine Lösung von 27,8 g Natriumhydroxid in 125 ecu. vollentsalztem Wasser bei Raumtemperatur langsam unter Rühren zugegeben, so daß die Temperatur nicht über 25°C ansteigt. Das ausgefällfe Silberoxid wird abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser langsam gewaschen, bis das ablaufende Waschwasser salzfrei abläuft. Vom feuchten Silberoxid-Niederschlag werden 50°/0 in das Silberlactat durch Einsatz der stöchiometrischen Menge Milchsäure übergeführt und 150 ml vollen.tsalztes Wasser zugegeben. Den Rest des Silberoxides gibt man der wäßrigen Silberlactat-Lösung zu. Anschließend wird diese Mischung mit 1000 ml (etwa 845 g) Katalysatorträger in einer heiz- und evakuierbaren Dragiertrommcl zuiammengebracht. Der in Form von Kugeln vorliegende Träger hat folgende Zusammensetzungen und Eigenschaften:
85°/o «-Aluminiumoxid,
13°/0 Siliciumdioxid,
Durchmesser: 6 bis 9 mm,
Porenvolumen: etwa 60 %„
Porendurchmesser: 50 bis 1500 Micron.
Hei einer Temperatur von 50 bis 55°C und einem Druck von etwa 80 Torr wird in der Dragierlrommel, bei einer Drehzahl voii etwa IO UpM, die Silberoxid-Silberlaclat-Misduing in und auf den Träger gebracht. Der Druck wird pro Minute etwa einmal durch kurzzdiiues Belüften auf KK) bis 120 Torr erhöht. Nach
22,3 22,3 280 280
280 280 195 195
202 202
19,5 19,5 4 .4
4 4 5,0 5,0
5,0 5
50 bis 1500 in allen Beispielen
0,80
24,1
42,8
69,0
0,80
17,5
28,2
77,0
0,79
25,7
47,2
69,2
0,79
22,1
39,3
70,8
etwa 30 Minuten sind 85% der Wassermenge abgedampft. Das aufgezogene und eingebrachte Silberlactat-Silberoxid-Gemisch wird durch Erhitzen des rohen Katalysators auf 190°C in aktives Silber überführt.
Nach der beschriebenen Methode wird in den Katalysator in gleicher Weise eine weitere Schicht aktiven Silbers eingebracht.
Der fertige Katalysator besitzt ein Schüttgewicht von 1049 g/l und enthält 204 g Silber/I ( ~ 19,45 Gewichtsprozent Silber, bezogen auf den Gesamtkatalysator).
Dar Katalysator wird in einer Apparatur geprüft, die aus drei Reaktionsrohren von 6000 mm Länge und 26 mm Durchmesser aus rostfreiem Stahl besteht. Die Reaktionsrohre sind von einem Mantel umgeben, der Wasser bzw. Wasserdampf zum Abführen der Reaktionswärme enthält. Jedes Reaktionsrohr wird mit 2,7 I Katalysator gefüllt.
Eine Gesamtmischung; bestehend aus
4 Volumprozent Äthylen,
5,3 Volumprozent Sauerstoff,
7,8 Volumprozent Kohlendioxid,
Rest Stickstoff,
wird mit einem Durchsatz von 22,3 Nm3/Std. pro Rohr über den Katalysator geleitet. Der Druck beträgt 19,1 atü und dii Temperatur im Dampfraum 278°C. Man erhält 28,9 g Äthylenoxid pro Nm3 Gasmischung, was einem Umsatz von 51,2% bei einer Selektivität von 71,6% entspricht. Der Druckabfall (Ap) im Reaktionsrohr belräRt 0,74 aiii.
Vergleichsbeispiel 1
Verwendet man einen Katalysator, der pro Liter Katalysator 203 g Silber und den gleichen Träger enthält, der jedoch bei der Herstellung nur mit Silberoxid allein — unter sonst gleichen Bedingungen — verwendet worden ist, so ergibt sich bei 280°C, bei einem Druck von 19,2 atü, bei einem Durchsatz von 22,3 Nm3/ Std. eines Gasgemisches, das 4 Volumprozent Äthylen und 5 Volumprozent Sauerstoff enthält und das den Bedingungen des Beispiels 1 entspricht, eine Äthylenoxid-Menge von 26,9 g/Nm3, was einem Umsatz von 47,3 °/0 bei 71,6% Selektivität entspricht.
Beispiel 2
Die Herstellung des Silberkatalysatois erfolgt nach der im Beispiel 1 beschriebenen Methode. Der Katalysator enthält 204 g Silber pro Liter Katalysator. Der Katalysator wird in einem Reaktor, bestehend aus einem rostfreien Stahlrohr mit 6000 mm Länge und 26 mm lichter Weite, geprüft.
Über 2,7 I Katalysator werden 12,3 Nm3/Std. Gasmischung, bestehend aus
2,35 Volumprozent Äthylen,
4,6 Volumprozent Sauerstoff,
8,5 Volumprozent Kohlendioxid,
Rest Stickstoff,
bei einem Druck von 18,2 atü geleitet. Die Reaktionswärme wird mit Hilfe von Wasser abgeführt. Bei einer Dampftemperatur von 2730C wird ein Umsatz von 79,0 °/0 und eine Selektivität von 69,0% erreicht. Der Druckabfall (Ap) im Rohr beträgt 0,34 atü.
Vergleichsbeispiel 2
Verwendet man einen Katalysator, der pro Liter 203 g Silber und den gleichen Träger enthält, bei dem jedoch bei der Herstellung des Katalysators nur Silberoxid allein unter sonst gleichen Bedingungen verwendet worden ist, so ergibt sich unter den Versuchsbedingungen des Beispiels 2 ein Umsatz von 73,9% bei einer Selektivität von 60,3%.
In der Tabelle III sind die Ergebnisse der Beispiele I und 2 und der Vergleichshcispiclc 1 und 2 zusammengestellt.
H c i s ρ i c 1 3
Die Herstellung der Mischung aus wäßriger Silbcroxidsuspcnsion und wäßriger Silbcrlactatlösung wird nach der im Beispiel 1 beschriebenen Methode hergestellt. Anschließend wird diese Mischung unter den gleichen Mengenverhältnissen mit dem gleichen Tiägcrmaterial in eine Dragicrlrommel eingebracht. Bei etwa 20°C wird ein konstanter Druck von 80 Torr und eine Dtehzahl von 10 UpM eingestellt. Die Temperatur wird langsam auf 70"C erhöht, wobei darauf geachtet wird, daß die Mischung nicht zu stark schäumt. Nach etwa 2 Stunden sind 85% des Wassers abgedampft. Durch Erhitzen des rohen Katalysators auf 190" C wird das aufgezogene und eingebrachte Silbcrlactat-
ao Silberoxid-Gemisch in aktives Silber überführt.
Nach der beschriebenen Methode wird eine weitere Schicht aktiven Silbers in bzw. auf den Träger gebracht. Oei fertige Katalysator besitzt ein SchUttgewicht von 1049 g/l und enthält 204 g Silber/l
as (— 19,45 Gewichtsprozent Silber, bezogen auf den Gesamt katalysator;.
Der Katalysator wird in der im Beispiel 1 beschriebene.! Apparatur geprüft, wobei ein Gasgemisch dei dort beschriebenen Zusammensetzung (4 Volumpro·
zent Äthylen, 5,3 Volumprozent Sauerstoff) vcrwen· det wird. Der Durchsatz beträgt ebenfalls 22,3 Nm'j Std. pro Rohr. Der Druck beträgt 19,3 atü und di< Temperatur im Dampf raum 274° C. Man erhält 27,8 f Äthylenoxid proNma Gasmischung, was einem Um satz von 50,5% bei einer Selektivität von 71,5% ent spricht. Der Druckabfall (Ap) im Reaktionsrohr bc trägt 0,71 atü. Nach einer Laufzeit von 10 Tager wurde der Versuch abgebrochen; der Katalysatoi zeigte keine abnehmende Leistung.
Die Ergebnisse des Beispiel 3, wobei die Herstellunj des Katalysators bei konstantem Druck erfolgt, sine in Tabelle II enthalten.
Tabelle III Beispiel 1 rgeidttbeispidl Beispiel 2 Vergleidwbcwpiet2
Temperatur. 0C
Druck, atü
Durchsatz, Nm*/Std
Gramm Silber /1 Kontakt
Äthylen, Volumprozent ..
Sauerstoff, Volumprozent
Poreodurchmessci,μ
Druckabfall (Ap), atü ...
Gramm Äthylenoxid/Nm*
Umsatz. Prozent
Ausbeute. Prozent
278
19,1
223
202
4
5.3
280
19,2
223
203
4
5
273
18,2
12.3
204
235
4.6
50 bis 1500 in alten Beispielen
273
18,2
12.3
203
2A 4.5
0,74 0.73 0,34 OM
28.9 26.9 25,0 23JB
5U 47.3 79J0 73,9
71.6 71.6 69.0 60J
3OT 639/35:

Claims (2)

ι 2 werden. Außerdem haftet diese Schicht schlecht am Patentansprüche: Trägermaterial und blättert folglich leicht ab. Dadurch erhöht sich die Druckdifferenz im Reaktionsrohr, so
1. Verfahren zum Herstellen von Silberkataly- daß schließlich bei weiterem Anstieg die notwendige satoren für die Herstellung von Äthylenoxid durch 5 Wirtschaftlichkeit nicht mehr gegeben ist (Jean Oxydation von Äthylen mit Sauerstoff oder Sauer- Jaques Bod son, Ind. Chem. beige 32 [!968], stoff enthaltenden Gasen durch Behandeln von S. 883).
porösen Trägermaterialien mit einer Lösung eines Um diese Nachteile zu vermeiden, bemüht man sich
Silbersalzes einer organischen Säure und nachfol- zu erreichen, daß die gefällten Silberoxidteilchen
gendem Erhitzen, dadurchgekennzeich- io möglichst tief in die Poren des Trägermaterials ein-
n et, daß man eine Suspension, bestehend aus dringen, um, sie dadurch gegen mechanischen Abrieb
Silberoxid und einer wäßrigen Lösung eines Silber- zu schützen und so die Lebensdauer des Katalysators
salzes einer organischen Säure, in der das molare zu verländern.
Verhältnis Silberoxid zu wasserlöslichem Silbersalz So wird beis[ .Isweise nach dem Verfahren der
35 bis 65°/0 beträgt, auf den porösen Träger auf- 15 deutschen Auslegeschrift 1 064 046 ein besonders fein
bringt und anschließend auf Temperaturen zwischen verteiltes, katalytisch wirksames Pulver erhalten, wenn
160 und 230 C erhitzt. man Silbercarbonat und Calciumcarbonat zusammen
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- in einem geeigneten Verhältnis ausfällt. Dieses Pulver zeichnet, daß die väßrige Silberoxid-Suspension wird in einem Glykol-Wasser-Gemisch auf einen mit einer 40- bis 80%igen wäßrigen Lösung einer 20 Träger aufgezogen, wodurch eine gute Haftung am organischen Säure, die ein wasserlösliches Silber- Träger und ein tiefes Eindringen der Katalysatorsalz zu bilden vermag, behandelt wird, so daß 35 teilchen in den Träger erreicht werden sollen. - Nach bis 65 Molprozent des Silberoxids in das wasser- diesem Verfahren hergestellte Katalysatoren erreichen lösliche Silbersalz überführt werden. aber trotz der geschilderten Maßnahmen keine aus-
DE2017733A 1970-04-14 1970-04-14 Verfahren zur Herstellung von Silberkatalysatoren für die Herstellung von Äthylenoxid Expired DE2017733C3 (de)

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