[发明专利]由乙烯生产环氧乙烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种再生乙烯氧化制环氧乙烷用高效银催化剂的方法，本发明还涉及这种方法在乙烯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直接氧化主要生成环氧乙烷(EO)，同时发生副反应生成二氧化碳和水等，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。对于工业催化剂来说，稳定性和寿命是至关重要的。工业催化剂的稳定性，包括热稳定性、化学稳定性和机械稳定性三方面。理论上催化剂能改变化学反应的速率，其自身并不进入产物，在反应前后保持物理和化学性质不变，可以不断循环起作用。但在实际反应中，催化剂并不能无限地使用，虽然它只是短暂的参与者，但是在长期受热和化学的作用下，会发生一些物理和化学的变化，导致催化剂活性下降，最终导致催化剂失活。温度对固体催化剂的影响是多方面的，它可以使活性组分挥发、流失，负载金属烧结或微晶粒长大等，造成催化剂活性下降。在某些催化剂活性表面上，由于氢解、聚合、环化和氢转移等副反应的干扰，导致表面沾污、堵塞或结焦也可造成催化剂活性下降。催化剂活性下降会造成反应温度升高，选择性下降，缩短催化剂使用寿命。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，还与催化剂使用的工艺有重要关系。

乙烯直接氧化制环氧乙烷用银催化剂分为三类：高活性银催化剂、中高选择性银催化剂和高选择性银催化剂。高活性银催化剂的初期选择性为80-81mol％，末期选择性为76-78mol％，时空产率可以达到280克EO/小时＊升催化剂；中高选择性银催化剂的初期选择性为81-85mol％，最高选择性为85-86mol％，末期选择性为80-82mol％，时空产率可以达到200-280克EO/小时＊升催化剂；高选择性银催化剂的初期选择性为82-85mol％，最高选择性为87-92mol％，末期选择性为82-84mol％，时空产率可以达到160-220克EO/小时＊升催化剂。

中高选择性银催化剂和高选择性银催化剂统称为高效银催化剂。

高效银催化剂的出现大大提高了乙烯的利用率，但是，与高活性银催化剂相比，其初期反应温度高，因此活性及选择性下降过快，使用寿命不及高活性银催化剂。因此，对延长高效银催化剂的稳定性和寿命存在着需求。