[发明专利]控制氯化银在环氧烷生产中的银催化剂上的产生的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月28日提交的美国临时申请61/290,357的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用结合到此。

技术领域

本公开总体上涉及制备环氧烷的方法，更具体地，涉及一种减少氯化银在环氧烷的制备中使用的银催化剂上的形成的方法。

背景技术

环氧烷已知具有多种用途。例如，环氧烷被用于制备乙二醇，乙二醇用作汽车冷却剂、防冻剂以及用于制备聚酯纤维和树脂、非离子表面活性剂、二醇醚、乙醇胺以及聚乙烯聚醚多元醇。环氧丙烷用于制备丙二醇和聚丙烯聚醚多元醇，它们用于聚氨酯聚合物的应用。

已知的是，环氧烷的制备在使用银基催化剂、在氧存在的情况下经由烯烃的催化环氧化而进行。在这些工艺中使用的常规的银基催化剂典型地提供相对较低的效率或“选择性”(即，反应的烯烃被转化为所需环氧烷的百分比较低)。在某些示例性方法中，当在乙烯的环氧化中使用常规的催化剂时，向环氧乙烷的理论最大效率(表示为已转化的乙烯的分数)没有达到高于6/7或85.7％的界限的值。因此，这个界限很长时间以来都被认为是这个反应的基于下列反应方程式的化学计量的理论最大效率：

7C₂H₄+6O₂→6C₂H₄O+2CO₂+2H₂O

参看Kirk-Othmer的化学技术百科全书(Encyclopedia of Chemical Technology)，第四版，9卷期，1994，第926页。

某些“高效”或“高选择性”的现代银基催化剂对环氧烷生产是高选择性的。例如，当在乙烯的环氧化中使用某些现代催化剂时，对环氧乙烷的理论最大效率可以达到高于所提到的6/7或85.7％界限的值，例如88％或89％，或以上。如在本文中使用的，术语“高效催化剂”和“高选择性催化剂”是指能够以大于85.7％的效率从相应的烯烃和氧制备环氧烷的催化剂。在基于工艺变量、催化剂的老化等的某些条件下，所观察到的高效催化剂的实际效率可能降至低于85.7％。然而，如果催化剂能够实现至少85.7％效率，则被认为是高效催化剂。在EP0352850B1以及若干随后的专利公布中公开了这样的高效催化剂，其可以包含银、铼、至少一种另外的金属以及任选的铼共促进剂作为它们的活性组分。如在本文中使用的，术语“促进剂”是指提高对于特定产品的反应的效率的材料。“促进剂”有时候称作“抑制剂”或“减速剂”，是指通过提高朝所需的环氧烷形成的速率和/或抑制不需要的烯烃或环氧烷至二氧化碳和水的氧化(相对于所需的环氧烷的形成而言)而提高催化剂的性能的材料。如本文中所使用的，术语“共促进剂”是指当与促进剂组合时提高促进剂的促进效果的材料。此外，促进剂还可以称作“掺杂剂”。在提供高效率的那些促进剂的情况下，可以使用术语“高效掺杂剂”或“高选择性掺杂剂”。

“促进剂”可以是在催化剂(固相促进剂)的制备过程中被引入到催化剂中的材料。此外，“促进剂”还可以是被引入到环氧化反应器进料中的气相材料(气相促进剂)。在一个实例中，可以连续向环氧化反应器进料中添加有机卤化物气相促进剂以提高催化剂效率。对于银基乙烯环氧化催化剂，固相和气相促进剂都是在任何商业工艺中典型需要的。

所有在环氧烷制备工艺中使用的银基催化剂在正常操作过程中都遭受了与老化相关的性能下降，并且它们需要被定期更换。老化本身由催化剂活性降低表示并且还可以由效率降低表示。通常地，当发生催化剂活性降低时，将反应器温度增加，以保持恒定的环氧烷生产率。可以增加反应器温度，直到它达到设计极限，或变为不适宜的高，或在催化剂被认为处于其寿命的终点并且将需要被更换或再生的时刻，效率可能变为不适宜的低。当前的工业实践是，当催化剂处于其使用寿命的终点时，将其取出并更换。银被回收，而促进剂可以从取出的催化剂中回收。