DE68921777T2 - Hochwirksame Silberkatalysatoren zur Herstellung von Ethylenoxid durch Ethylenoxidation. - Google Patents
Hochwirksame Silberkatalysatoren zur Herstellung von Ethylenoxid durch Ethylenoxidation.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von silberhaltigen Katalysatoren und ihren Trägern zur Herstellung von Ethylenoxid über die Oxidation von Ethylen.
- Während Ethylenoxid durch Oxidation von Ethylen hergestellt wird, wird auch durch die Nebenreaktion Kohlendioxid gebildet. Die Reaktionswärme der Nebenreaktion beträgt das Zwanzigfache der Hauptreaktion, und das in der Hauptreaktion hergestellte Ethylenoxid wird weiter zu Kohlendioxid oxidiert, wenn es nicht rechtzeitig entfernt wird.
- Um die Aktivität der Katalysatoren zu erhöhen, muß für eine ausreichende spezifische Oberfläche der Silberteilchen gesorgt werden. Daher ist erforderlich, daß die Katalysatorträger eine ausreichend große spezifische Oberfläche aufweisen. Allerdings erschwert eine übermäßig große Oberfläche die Ableitung der Reaktionswärme, macht die Nebenreaktionen schwerwiegender und verringert die Aktivität der Katalysatoren.
- Um den Katalysatoren eine hohe Selektivität zu geben, ist eine ideale Porenstruktur erforderlich, die zu der Oberfläche des Katalysators paßt, so daß geeignete Bedingungen zum Wärme- und Stofftransport erreicht werden können und die Nebenreaktion unterdrückt werden kann.
- Da die Reaktion unter nahezu diffusionskontrollierten Bedingungen stattfindet, ist die Suche nach Trägern mit einer optimalen Anpassung zwischen Porenstruktur und spezifischer Oberfläche ein wichtiges Thema bei der Entwicklung von Silberkatalysatoren mit hoher Selektivität geworden.
- US-A-4 379 134 (und EP-A-0 058 419) offenbart ein Verfahren zur Herstellung von α-Aluminiumoxidkörpern, die als Katalysatorträger brauchbar sind und eine spezifische Oberfläche von weniger als 1 m²/g aufweisen, wobei mindestens 85 % des Porenvolumens durch Poren mit einem Durchmesser von 1 bis 20 um (Radius 0,5 bis 10 um) wiedergegeben werden und nicht mehr als 10 % des Porenvolumens durch Poren wiedergegeben wird, die einen Durchmesser von 20 bis 100 um (Radius 10 bis 50 um) aufweisen, und durch Einbau von kohlenstoffhaltigem oder kohlenstoffartigem Material bei der Herstellung der Aluminiumoxidträger gebildet werden.
- GB-A-1 465 523 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von geformten Körpern aus Aluminiumoxid zur Verwendung in katalytischen Anwendungen mit einem weiten Bereich an spezifischer Oberfläche von 0,1 bis 60 m²/g und einem Porenvolumen von über 0,1 ml/g, das durch Poren von größer als 0,1 um wiedergegeben wird, ausschließlich der Poren, die durch Ausbrennmaterial hergestellt sind.
- US-A-3 172 893 offenbart einen Katalysator zur Herstellung von Ethylenoxid über Oxidation von Ethylen, der silberbeschichtete Pellets umfaßt, die durch Binden von Aluminiumoxidteilchen mit gleichförmigem, relativ großen Durchmesser im Bereich von 400 bis 600 um und Poren mit einem Durchmesser von 80 bis 200 um (Radius 40 bis 100 um) gebildet worden sind.
- EP-A-0 244 895 offenbart einen Silberkatalysator für die Oxidation von Ethylen zu Ethylenoxid, der Aluminiumoxidteilchen umfaßt, die mit einem Alkalimetalloxid- oder -hydroxidpromoter und einem Fluoridanion angereichert sind, die jeweils in einer Menge zwischen 10 und 1000 Gewichtsteilen auf eine Million Gewichtsteile des Gesamtkatalysators vorhanden ist.
- EP-A-0 247 414 offenbart einen Katalysator mit aufgebrachtem Silber zur Herstellung von Ethylenoxid durch Oxidation von Ethylen mit einem Aluminiumoxidträger mit einer Oberfläche von 0,6 bis 2 m²/g, einem Siliciumdioxidgehalt von 0,5 bis 12 Gew.% und einem Natriumgehalt von 0,08 bis 2 Gew.%.
- Die Absicht der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Nachteile zu vermeiden, die aus einer zu großen oder zu kleinen Größe der Porenstruktur und der spezifischen Oberfläche sowie nicht angemessener Porengrößenverteilung des Standes der Technik resultieren, und Aluminiumoxidträger mit einer besser passenden spezifischen Oberfläche und Porenstruktur zu liefern, und die Selektivität der Silberkatalysatoren in technischen Anwendungen in großem Ausmaß zu erhöhen.
- Die Absicht der Erfindung wird durch das Verfahren zur Herstellung eines Silberkatalysators nach Anspruch 1 erreicht.
- Gemäß dem Erfordernis der Porenbildung werden α-Aluminiumoxid-trihydrat und böhmitisches Aluminiumoxid mit unterschiedlichen Porengrößen als Ausgangsmaterialien mit kohlenstoffhaltigem oder kohlenstoffartigem Material mit passenden Porengrößen verwendet, um die Aluminiumoxidträger mit der gewünschten Porenstruktur zu versehen. Vorteilhaft haben die Aluminiumoxidträger eine Porenstruktur mit einer spezifischen Oberfläche von 0,8 bis 1,3 m²/g und einem Porenvolumen von 0,5 bis 0,7 ml/g.
- Im Unterschied zu dem in US-A-4 379 134 offenbarten Verfahren, das teures böhmitisches Aluminiumoxid verwendet, verwendet die vorliegende Erfindung eine Mischung aus böhmitischem Aluminiumoxid und billigerem α-Aluminiumoxid, vorzugsweise kommerziell erhältlichem α-Aluminiumoxid-trihydrat mit einem niedrigen Natriumgehalt.
- Die kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Materialien werden verwendet, um die großen Poren zu erzeugen, und schließen Erdölkoks, Kohlepulver, Graphit, Polyethylen, Kolophonium und Mischungen daraus ein. Die kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Materialien werden verkokt und oxidiert und werden während der Calcinierung gasförmig und entweichen. Auf diese Weise werden große Poren in den Trägern gebildet, die die Diffusion und Wärmeübertragung der Reaktionsgase in den Katalysatoren begünstigen.
- Obwohl US-A-4 379 134 kohlenstoffartige oder kohlenstoffhaltige Materialien verwenden, um in Bezugnahme auf US-A- 3 726 811 und US-A-3 119 660 große Poren zu erzeugen, überschreitet der Anteil der großen Poren mit einem Durchmesser von mehr als 20 um (Radius 10 um) nicht 10 % des gesamten Porenvolumens. Die vorliegende Erfindung zeigt andererseits, daß, wenn der Anteil der großen Poren mit einem Radius von mehr als 30 um (Durchmesser 60 um) 10 bis 25 % des gesamten Porenvolumens beträgt, die Selektivität des Katalysators beträchtlich abnimmt.
- Wenn übermäßig viel kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Materialien zugesetzt werden, nimmt die Festigkeit der Aluminiumoxidträger ab, und daher liegt gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung das zugesetzte kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Material im Bereich von 20 bis 30 Gew.% des Aluminiumoxids.
- Flußmittel können die Calcinierungstemperatur verringern und dazu führen, daß die Aluminiumoxidträger eine ausreichende Bruchfestigkeit haben. Die bevorzugten erfindungsgemäß verwendeten Flußmittel bestehen aus Magnesiumnitrat, Magnesiumoxid und Feldspat. Die Menge an Flußmittel liegt vorzugsweise im Bereich von 1,5 bis 7 Gew.% des Aluminiumoxids. Die Bruchfestigkeit der Aluminiumoxidträger beträgt vorzugsweise mehr als 5 kg/Teilchen, bezogen auf ein Teilchen mit einem Außendurchmesser von 6,5 mm, einem Innendurchmesser von 2,5 mm und einer Länge von 6,5 mm.
- Bindemittel machen kristallines Aluminiumoxid dispers und binden es während des Mischens unter Bildung einer extrudierbaren Paste. Die erfindungsgemäß verwendeten bevorzugten Bindemittel schließen Salpetersäure, Aluminiumoxidgel, Propionsäure, Essigsäure und Ameisensäure ein. Die Menge an zugesetzter Salpetersäure oder Aluminiumoxidgel liegt vorzugsweise im Bereich von 25 bis 60 Gew.% des Aluminiumoxids.
- Fluoride erleichtern die Umwandlung von Aluminiumoxid in Kristalle und das Aluminiumoxid wird während der Calcinierung vollständig in α-Aluminiumoxidkristalle überführt, was die Eliminierung der nicht notwendigen Mikroporen erleichtert. Die erfindungsgemäß bevorzugten Fluoride bestehen aus Ammoniumfluorid, Fluorwasserstoff und Aluminiumfluorid. Die Menge der zugesetzten Fluoridanionen liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 5,0 Gew.% des Aluminiumoxids.
- Nachdem die Paste extrudiert und geformt worden ist, wird sie vorzugsweise auf einen Wassergehalt von weniger als 30 % getrocknet. Die Trägerkörper können die Form von Ringen, Kugeln, Zylindern oder perforierten Zylindern annehmen. Die Trägerkörper werden vorzugsweise für einen Zeitraum von 1 bis 24 Stunden bei 80ºC bis 120ºC getrocknet, was gemäß dem Wassergehalt gesteuert wird.
- Nachdem die Trägerkörper getrocknet worden sind, werden sie vorzugsweise auf eine Temperatur von 1450ºC bis 1550ºC erhitzt und etwa 2 bis 6 Stunden auf dieser Temperatur gehalten, so daß alles Aluminiumoxid in α-Aluminiumoxid umgewandelt wird. In der Zwischenzeit können die Fluoridanionen Mikroporen eliminieren, um die Poren im Bereich mit einem Radius von weniger als 30 um, vorwiegend 0,5 um bis 5 um, und die Poren mit dem Radius von mehr als 30 um im Bereich von 25 bis 10 % des Gesamtvolumens zu erzeugen.
- Silberkatalysatoren werden aus den Aluminiumoxidkörpern hergestellt, indem sie mit Lösungen von Silberverbindungen imprägniert werden, die vorzugsweise ausreichend sind, um das Silber in einer Menge von 1 bis 25 % des Katalysatorgewichts auf den Träger aufzubringen. Die imprägnierten Träger werden dann von der Lösung getrennt und die Silberverbindung wird zu Silber reduziert. Während oder bevor oder nachdem die Silberverbindung auf die Träger aufgebracht wird, kann bzw. können zusätzlich zu der Silberverbindung ein oder mehrere Promoter ausgewählt aus den Alkalimetallen wie Kalium, Rubidium oder Cäsium oder den Erdalkalimetallen wie Barium aufgebracht werden.
- Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird Silberoxalat ausgefällt, indem wäßrige Lösungen von Silbernitrat und Ammoniumoxalat gemischt werden. Der Niederschlag wird dann filtriert und gewaschen, um Nitratanionen zu beseitigen. Das Silberoxalat wird dann in einer wäßrigen Lösung von Ethylendiamin und Diethanolamin gelöst und Promoter werden zugegeben, um eine Imprägnierlösung zu bilden. Der Aluminiumoxidträger wird mit der Imprägnierlösung imprägniert, die Lösung wird ablaufen gelassen und der Träger im Luftstrom auf eine Temperatur von 550ºC bis 600ºC für eine Zeitdauer erhitzt, um Silberkatalysator herzustellen, der 5 bis 20 Gew.% Silber enthält. Silbernitrat kann in dem obigen Verfahren durch Silberoxid ersetzt werden. Alternativ kann Silberoxalat ohne Filtration direkt einen Komplex mit Aminen bilden, und dann werden die Aluminiumoxidträger mit der Komplexlösung imprägniert.
- Promoter aus Alkalimetallen wie Kalium, Rubidium und Cäsium werden üblicherweise in Mengen (berechnet als Metall) von 20, insbesondere 40 Gewichtsteile bis 1000 Gewichtsteile auf eine Million Gewichtsteile des Katalysators dotiert, und Promoter aus Erdalkalimetallen wie Barium werden üblicherweise in Mengen (berechnet als Metall) von weniger als 1000 Gewichtsteilen auf eine Million Gewichtsteile des Katalysators dotiert.
- Die auf die Aluminiumoxidträger aufgebrachten Alkalimetalle können mit absolutem Alkohol oder absolutem Methanol gewaschen werden. Die Konzentration der Alkalimetalle kann in einem bestimmten Bereich gesteuert werden, da ein Teil der Alkalimetalle weggewaschen werden.
- Alle Arten von Silberkatalysatoren, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt waren, werden in einem Einrohrreaktor oder Mikroreaktor bewertet. Der Einrohrreaktor hat einen Durchmesser von 21 mm, eine Katalysatorbettenhöhe von 7,07 m und ein Arbeitsvolumen von 2,5 Litern. Zusammensetzung des reagierenden Gases (Molkonzentrationen) Dichlorethan Raumgeschwindigkeit Temperatur Druck Ethylenoxid im Ausfluß Zeit-Raum-Ausbeute restlicher Bestandteil Stunde Ethylenoxid/1 Katalysator Stunde
- Die Zusammensetzungen der eintretenden und austretenden Gase des Reaktors werden kontinuierlich gemessen, wenn die oben beschriebenen Bedingungen erreicht sind. Die Selektivität des Katalysators wird gemäß der folgenden Gleichung nach Korrektur der Daten auf Volumenschwund berechnet:
- Selektivität S = ΔEO/ΔEO + 0,5 Δ CO&sub2; 100 %
- wobei ΔEO die Konzentrationsdifferenz des Ethylenoxids zwischen dem austretenden und eintretenden Gas ist.
- Wenn die Temperatur bei konstanter Umwandlung und der maximalen Selektivität erst einmal unverändert bleibt (zwischen 220º und 245ºC), wird die kontinuierliche Messung erneut ausgeführt und die Selektivität wird berechnet, indem die Daten von mehr als 30 Gruppen gemittelt werden.
- Im Vergleich mit dem Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung den folgenden Vorteil: die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Silberkatalysatoren sind besonders geeignet zur Herstellung von Ethylenoxid über Ethylenoxidation und haben eine Selektivität von 83 bis 84 % bei den oben offenbarten Bedingungen in Industrieanlagen.
- Die Erfindung wird nachfolgend in den folgenden Beispielen näher erläutert:
- 77 kg α-Aluminiumoxid-trihydrat mit weniger als 50 mesh mit niedrigem Natriumgehalt, 23 kg böhmitisches Aluminiumoxid mit weniger als 200 mesh, 1,7 kg Ammoniumfluorid, 20 kg Erdölkoks mit 30 bis 200 mesh, 2 kg Magnesiumnitrat wurden in einem Mischer gleichförmig gemischt. 20 kg der Mischung wurden in eine Knetmaschine gegeben, der 2,7 Liter verdünnter Salpetersäure (Säure:Wasser=1:3) und eine adäquate Wassermenge zugefügt wurden. Die Mischung wurde unter Bildung einer extrudierbaren Mischung geknetet. Die extrudierbare Mischung wurde dann extrudiert, um ringförmige Körper mit einem Außendurchmesser von 6,5 mm, einer Länge von 6,5 mm und einem Innendurchmesser von 2,5 mm zu bilden. Die ringförmigen Körper wurden länger als zwei Stunden bei einer Temperatur von etwa 80ºC bis 100ºC getrocknet, um den Wassergehalt der Körper auf unter 25 % abzusenken, und wurden dann in einem Tunnelofen calciniert, dessen Temperatur in 6 Stunden auf 1480ºC erhöht wurde und 6 Stunden lang konstant blieb. Nachdem die Temperatur des Tunnelofens absank, wurden ringförmige Körper aus reinem Aluminiumoxid erhalten, die folgende physikalische Eigenschaften aufwiesen: Bruchfestigkeit Wasserabsorption Schüttdichte spezifische Oberfläche Porenvolumen kg/Teilchen Porenradius (um) Verteilung (% des Gesamtvolumens)
- Ein Katalysator wurde nach den folgenden Stufen hergestellt: 2,8 kg Silbernitrat wurden in 3 l entionisiertem Wasser aufgelöst und 1,12 kg Ammoniumoxalat wurden in 11 l entionisiertem Wasser bei 50ºC gelöst. Die beiden Lösungen wurden gemischt und weißes Silberoxalat wurde ausgefällt. Dann wurde der Niederschlag filtriert und mit destilliertem Wasser gewaschen, bis die Waschflüssigkeiten keine Nitratanionen mehr enthielten. Der Filterkuchen enthielt etwa 50 % Silber und etwa 30 % Wasser.
- 1,2 kg Ethyldiamin, 0,4 kg Diethanolamin, 1,5 kg entionisiertes Wasser wurden in ein Gefäß aus rostfreiem Stahl mit einem Rührer gegeben, um eine gemischte Lösung zu erhalten. Der Filterkuchen aus Silberoxalat wurde unter Rühren bei unter 40ºC zu der gemischten Lösung gegeben, um alles Silberoxalat aufzulösen. Dann wurden 4,5 g Bariumnitrat, 9,5 g Cäsiumsulfat und etwa 1 kg entionisiertes Wasser in die gemischte Lösung gegeben, um eine Imprägnierlösung zu bilden, die etwa 22 % Silber, 300 ppm Barium und 900 ppm Cäsium enthielt.
- 3 kg der Träger wurden in ein Gefäß gegeben, das auf unter 10 mm Hg evakuiert werden kann. Die Imprägnierlösung wurde zugegeben und die Träger 30 Minuten lang eingetaucht, dann wurde die überschüssige Lösung abgegossen. Die imprägnierten Aluminiumoxidträger wurden eine Minute lang im Luftstrom auf eine Temperatur von etwa 550ºC erhitzt und der resultierende Silberkatalysator enthielt 15 % Silber, 200 ppm Barium und 600 ppm Cäsium.
- Die Katalysatoren wurden mit einem Einrohrreaktor mit einem Innendurchmesser von 21 mm, einer Bettenhöhe von 7,07 m und einem Arbeitsvolumen von 2,45 l bewertet. Es war ein Kühlmantel außen um das Reaktorrohr angeordnet, durch den ein wärmeleitendes Öl geleitet wurde, um den Reaktor aufzuheizen oder die Reaktionswärme abzuleiten. Die zur Bewertung verwendeten Bedingungen waren wie folgt: Zusammensetzung des reagierenden Gases Konzentration von Ethylenoxid im Ausfluß des Reaktors Reaktionsdruck Raumgeschwindigkeit Zeit-Raum-Ausbeute restlicher Bestandteil Ethylenoxid/l Katalysator Stunde
- wobei der Dichlorethangehalt des Reaktionsgases kontrolliert wurde und die Selektivität des Katalysators auf den Höchstwert optimiert wurde.
- Die Selektivität der hergestellten Katalysatoren erreichte bei einer Reaktionstemperatur von 233ºC 84,1 %.
- Ringförmige Aluminiumoxidkörper, d. h. Träger, wurden mittels des Verfahrens wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß der Erdölkoks durch 32 kg Graphitpulver ersetzt wurde und die Salpetersäure zur Formgebung durch Aluminiumoxidgel mit etwa 10 % Aluminiumoxid ersetzt wurde. Die ringförmigen Aluminiumoxidkörper hatten folgende physikalische Eigenschaften: Bruchfestigkeit Wasserabsorption Schüttdichte spezifische Oberfläche Porenvolumen kg/Teilchen Porenradius (um) Verteilung (% des Gesamtvolumens)
- Ein Katalysator wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt.
- Der Katalysator wurde in einem Einzelrohr nach den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 bewertet. Die Temperatur der Reaktion blieb 235ºC und die Selektivität des Katalysators betrug 83,9 %.
- Ringförmige Aluminiumoxidkörper und Silberkatalysatoren wurden nach dem gleichen Verfahren wie Beispiel 1 hergestellt. Mehrere unterschiedliche Katalysatoren, die unterschiedliche Mengen an Barium enthielten, wurden hergestellt, indem der Bariumgehalt der Imprägnierlösung geändert wurde. Die Katalysatoren wurden in einem Mikroreaktor mit einem Innendurchmesser von 4 mm, einer Höhe des Katalysatorbettes von 8 cm, einem Arbeitsvolumen von 1 ml und Katalysatorgrößen von 11 bis 18 mesh bewertet.
- Die Reaktionsgasmischungen wurden vorab hergestellt, indem die betreffenden Gase in einem Hochdruckzylinder gemischt wurden. Die Zusammensetzung des Reaktionsgases und die Bedingungen für die Bewertung waren die gleichen wie Beispiel 1. Dichlorethan, ein Verzögerer, war mit einem Gehalt von 0,4 ppm in dem Reaktionsgas vorhanden. Die Reaktionstemperatur und die Selektivität wurden gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Resultate Ba in Imprägnierlösung Ag in Katalysator Ba in Katalysator Bewertungstemperatur Beispiele
- Aluminiumoxidkörper wurden nach der gleichen Vorschrift wie in Beispiel 2 und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Menge an zugesetztem Graphit 2/5 der in Beispiel 2 verwendeten Menge betrug. Die physikalischen Eigenschaften der hergestellten Aluminiumoxidkörper waren wie folgt: Bruchfestigkeit Wasserabsorption Schüttdichte spezifische Oberfläche Porenvolumen kg/Teilchen Porenradius (um) Verteilung (% des Gesamtvolumens)
- Ein Katalysator wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt.
- Der Katalysator wurde in einem Einzelrohr nach den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 bewertet. Die Reaktion fand bei einer Temperatur von 237ºC statt. Die Selektivität des Katalysators betrug 77,7 %.
- Katalysatoren und Aluminiumoxidkörper wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß der Cäsiumgehalt der Imprägnierlösungen verändert wurde, und die Bewertung der Katalysatoren wurde in der gleichen Weise wie in den Beispielen 4 bis 8 vorgenommen. Die Resultate sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Resultate Cs in Imprägnierlösung Ag in Katalysator Cs in Katalysator Bewertungstemperatur Beispiele
- Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit dem beschrieben worden ist, was derzeit als praktischte und bevorzugte Ausführungsformen betrachtet wird, ist es so zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedenen Modifikationen und gleichwertige Anordnungen abdecken soll, die innerhalb der Idee und des Bereichs der angefügten Patentansprüche eingeschlossen sind.
Claims (26)
1. Verfahren zur Herstellung eines silberhaltigen Katalysators
zur Produktion von Ethylenoxid über Oxidation von Ethylen,
gekennzeichnet durch die Stufen, in denen
(a) eine Mischung aus
(i) trihydratisiertem α-Aluminiumoxid mit einer
Teilchengröße von weniger als 50 mesh und
Böhmit-Aluminiumoxid mit einer Teilchengröße
von weniger als 200 mesh in Proportionen von
1:1 bis 9:1, bezogen auf das Gewicht des
Aluminiumoxids,
(ii) einem kohlenstoffhaltigen oder
kohlenstoffartigen Material mit einer Teilchengröße von
20 bis 200 mesh in einer Menge von 10 bis 40
Gew.% des Aluminiumoxids;
(iii) einem Flußmittel;
(iv) einem Fluorid;
(v) einem Bindemittel und
(vi) Wasser
hergestellt wird;
(b) die Mischung unter Bildung eines geformten Körpers
extrudiert wird;
(c) der geformte Körper getrocknet und calciniert wird, um
ihn in einen Aluminiumoxidträger mit der folgenden
Porenstruktur zu überführen:
spezifische Oberfläche 0,2 bis 2 m²/g
Porenvolumen > 0,5 ml/g
Porenradius Prozent des Gesamtvolumens
< 30 um 75 bis 90
> 30 um 25 bis 10
mit der Maßgabe, daß mehr als 10 % des Gesamtvolumens
der Porenstruktur einen Porenradius größer als 10 um
aufweist;
(d) der Aluminiumoxidträger mit einer Lösung einer
Silberverbindung imprägniert wird und vor, während oder nach
dieser Impägnierung mit einem Promoter imprägniert
wird, und
(e) der mit Silber imprägnierte Träger reduziert und
aktiviert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Träger eine spezifische Oberfläche von 0,8 bis 1,3 m²/g und
ein Porenvolumen von 0,5 bis 0,7 ml/g aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge an kohlenstoffartigem oder
kohlenstoffhaltigem Material 20 bis 30 Gew.% des Aluminiumoxids
beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das trihydratisierte α-Aluminiumoxid
einen niedrigen Natriumgehalt hat.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige oder
kohlenstoffartige Material ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus Erdölkoks, Kohlenstoffpulver, Graphit,
Polyethylen, Kolophonium und Mischungen derselben.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge an Flußmittel 1 bis 7 Gew.%
des Aluminiumoxids beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Flußmittel ausgewählt ist aus der
Gruppe bestehend aus Magnesiumnitrat, Magnesiumoxid und
Feldspat.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge an Fluorid 0,5 bis 5 Gew.%
des Aluminiumoxids beträgt, berechnet als Fluoridanionen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Fluorid ausgewählt ist aus der
Gruppe bestehend aus Aluminiumfluorid, Ammoniumfluorid und
Wasserstofffluorid.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge an Bindemittel 25 bis 60
Gew.% des Aluminiumoxids beträgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bindemittel ausgewählt ist aus der
Gruppe bestehend aus verdünnter Salpetersäure,
Aluminiumoxidgel, Propionsäure, Essigsäure und Ameisensäure.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der geformte Körper ein Ring, ein
Zylinder, eine Kugel oder ein perforierter Zylinder ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der geformte Körper vor dem Calcinieren
auf einen Wassergehalt von weniger als 30 % getrocknet
wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
geformte Körper für eine Zeitdauer von 1 bis 24 Stunden bei
einer Temperatur im Bereich von 80ºC bis 120ºC getrocknet
wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der geformte Körper für eine Zeitdauer
von 2 bis 6 Stunden bei einer Temperatur im Bereich von
1450ºC bis 1550ºC calciniert wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge des Silbergehalts 1 bis 25
% des Katalysatorgewichts und insbesondere 5 bis 20 % des
Katalysatorgewichts beträgt.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Aluminiumoxidträger durch eine
Lösung der Silberverbindung und des Promoters imprägniert
wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Imprägnierung mit dem Promoter nach
der Reduktion des mit Silber imprägnierten Trägers
durchgeführt wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Promoter mindestens ein
Alkalimetall und/oder Erdalkalimetall ist.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Promoter ein Alkalimetall in einer
Menge (berechnet als Metall) von 20, vorzugsweise 40, bis
1000 ppm, bezogen auf das Gewicht des Katalysators, ist.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, daß das Alkalimetall ausgewählt ist aus der
Gruppe bestehend aus Kalium, Rubidium und Cäsium.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß der Promoter ein Erdalkalimetall in einer
Menge (berechnet als Metall) von weniger als 1000 ppm,
bezogen auf das Gewicht des Katalysators, ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das
Erdalkalimetall Barium ist.
24. Silberkatalysator, der nach dem Verfahren gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche hergestellt worden ist.
25. Silberkatalysator nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Prozent des Gesamtvolumens der
Porenstruktur mit einem Porenradius von nicht mehr als 10 um
zu den Prozent mit einem Porenradius von nicht weniger als
10 um ungefähr 3:1 beträgt.
26. Verwendung des Silberkatalysators gemäß Anspruch 24 oder
Anspruch 25 zur Herstellung von Ethylenoxid über Oxidation
von Ethylen.
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