[发明专利]氧氯化催化剂和使用这种催化剂的方法

说明书

本发明涉及氧氯化催化剂，氧化铝和使用这种催化剂的氯氧化方法。

氯氧化反应通常利用包括沉积在惰性载体上的活性元素的催化剂。这些载体包括氧化铝、硅胶、混合氧化物、粘土或其他天然来源的载体。

在使用氯化氢和空气或氧的特定情况的烃氯氧化反应，特别是乙烯氯氧化反应中，包括含有沉积在惰性载体如氧化铝上的活性元素(包括铜)的催化剂已经非常成功。

用于制备氧化铝的几种工艺是熟知的。它们之一是Bayer法，其可从铁铝氧石制备氧化铝，但存在包括相对高含量碱金属的缺点。

其他用于制备氧化铝的工艺有从金属铝开始，并基于齐格勒教授的工作，使用有机铝化合物生产合成脂肪醇的工艺，导致形成高纯度副产品氧化铝水合物。最近提及的工艺的例子是使用齐格勒过程获得中间铝醇盐的称作ALFOL^工艺的方法。ALFOL^工艺通常与另外的方法联合，重复利用得到的醇以将金属铝转换为铝醇盐，而不利用齐格勒反应(“Tonerde-Aus-Metall”或TAM方法)，两者都导致形成作为铝醇盐水解为直链伯醇混合物的副产品的高纯度氧化铝水合物。如以上详述的TAM工艺也可以作为制备氧化铝的独立工艺使用。

商业获得的高纯度氧化铝水合物典型的是通过ALFOL^工艺以及TAM工艺的组合制备的，著名的由Sasol提供，以前为Condea。这种工业高纯度氧化铝水合物以商品名PURAL^由Sasol销售。

我们观察到不利的是，氧氯化催化剂在催化剂工业使用期间，如果载体是从作为ALFOL^/TAM联合工艺或通过TAM工艺单独制备的副产品的氧化铝水合物得到的氧化铝，则仔细调整的沉积在载体上的活性元素含量会自动改变。对于老化的不稳定的催化剂，已经观察到如流化特性曲线差或活性降低的问题。这导致必须丢弃催化剂并用新鲜的催化剂替换装填。分析用过的催化剂显示无法预料的现象：在其工业寿命期间，催化剂的一些活性元素的浓度明显增加。例如，在包括镁作为活性元素的氧氯化催化剂(如氯化镁)中已经观察到，在大于一年的时间之内，镁浓度从17g/kg初值增加到超过20g/kg的值，有时到达30g/kg，所述浓度表示为相对于干催化剂总重量的金属形式。满足质量平衡规则的解释应该是在一些氧化铝颗粒内镁及其他活性元素逐渐聚集，由流化床造成的浸渍颗粒更少的损失。

尽管ALFOL和TAL工艺是非常类似的工艺，但现在非常令人惊讶地发现，对于包括沉积在基本上由焙烧从ALFOL^直链伯醇工艺得到的氧化铝水合物而得到的氧化铝组成的载体上，至少含有铜作为活性元素的氧氯化催化剂，没有观察到这种现象。对于将乙烯氯氧化为1，2-二氯乙烷的超过一年的工业使用中，这种催化剂的活性元素含量保持稳定。

因此，本发明涉及一种沉积在载体上至少包括铜作为活性元素的氧氯化催化剂，其中该载体基本上由通过焙烧作为ALFOL^直链伯醇工艺副产品得到的氧化铝水合物得到的氧化铝组成。

对于本发明的目的，氧化铝是指具有通式Al₂O₃的化合物，氧化铝水合物是指具有通式AlO(OH)的化合物，在其结构中包括最后一些额外的水。

氧化铝水合物有利地是勃姆石。

用于本发明催化剂的氧化铝进一步有利地具有平均粒径为5-200μm，优选为20-120μm。平均粒径优选在干燥振动筛上测定通过分级确定。

通过用氮气BET法测定的氧化铝比表面积有利地为50m²/g-300m²/g，优选为75-250m²/g，在一个特别优选的方式中为100m²/g-210m²/g。

用于本发明催化剂的氧化铝孔容有利地为0.1-1cm³/g，优选为0.2-0.8ccm³/g，在一个特别优选的方式中为0.25-0.6cm³/g。

最后，用于本发明催化剂氧化铝的体积密度(通过自由流动法测定)有利地在0.5-1kg/dm³之间变化，优选为0.6-0.9kg/dm³，在一个特别优选的方式中为0.65-0.75kg/dm³。