[发明专利]高选择性氧化乙烯催化剂启动的方法

说明书

背景技术

乙烯氧化的高选择性银基催化剂的启动需要特殊的方法与步骤。这种催化剂，尤其是在其含有Re作为助催化剂时，在其能够提供预期的高性能之前需要一个引发期。在现有技术中，Lauritzen的美国专利No.4,874,879和P.Shankar的美国专利No.5,155,242，都公开了在向进料中加氧之前要进行新制含Re催化剂的预氯化作用。在这些公开内容中，这种催化剂首先采用含乙烯、甲烷和氯乙烷的进料气体进行预氯化。此后向进料中加入氧并将反应温度保持低于273℃。实际中要对反应条件作出几次调节而使之提供最佳性能。这个预氯化步骤，声称能够增强含铼催化剂的活性，而容许在低温下引发（启动运转，start-up）。

其它启动工艺公开于J.Lockemeyer的美国专利申请出版物No.2004/0049061中。具体而言，J.Lockemeyer的出版物要求授权通过用含氧进料在催化剂温度超过250℃时接触催化剂高达150h的持续时间而改进负载的高选择性环氧化催化剂之选择性的方法，这种催化剂含有至多0.17g/m²载体表面积。在该公开内容中没有提及减速剂浸透步骤。

Evans的美国专利No.7,102,022，要求保护通过用含氧进料接触催化剂床的烯烃环氧化工艺的引发方法，这种环氧化工艺包括银基高选择性环氧化催化剂。在这种处理方式中，催化剂床的温度超过260℃至少150h的一段时间。除了氧之外，一种或多种选自烯烃、二氧化碳、惰性气体和反应改性剂，如有机卤化物，都能够存在于进料中。然而，有人认为，进料中这些附加组分的存在并不认为触及该发明的实质。然而，当进料包括加入有机卤化物时，其浓度范围基于卤素含量计算而相对于总进料为1至30ppm。在该发明公开中没有提及减速剂浸透步骤。

前述出版物公开了在对于某些催化剂的一些情况下可以是有效的引发方法与步骤。然而，因为在最佳性能条件下操作高选择性催化剂的重要性，则开发这些催化剂的新的和改进的引发方法仍存需要。

发明内容

本发明涉及一种乙烯环氧化工艺的启动（开工）方法，包括：通过将含有乙烯和氧（气）的进料气体组合物在环氧化催化剂存在下于约180℃至约210℃的第一温度下反应而引发环氧化反应；将第一温度在约6小时至约50小时的一段时间升高至约230至约290℃的第二温度，而同时加入足量浓度的减速剂（moderator）使得在达到第二温度之后催化剂上吸附的氯化物减速剂的量为约10至约50g/m³催化剂；将第二温度维持约50至约350小时的一段时间，而同时将进料气体组合物调节至包含约0.5%至约25%的CO₂；和将第二温度降低至第三温度，而同时将减速剂浓度升高至大于所述足够浓度的水平。

具体实施方式

现有技术已经公开了乙烯氧化的高选择性银基催化剂的启动需要一个特殊的方法与步骤，在高温下要延长一段时间完成。进料中减速剂的存在据报道对所报告的调整（conditioning）并不重要。

本申请的申请人已经发现，在升高该温度之前启动给料程序将会导致过饱和状态。在另一方面，在加热升温的时间之后，至调整温度（conditioning temperature），给料催化剂将会导致调整阶段的早期阶段反应失控。本发明提供了一种方法，避免了与启动这个给料程序太早或太迟相关的问题。本申请的申请人已经发现，这种高选择性银基催化剂的“调整”，尤其是如果其含有Re作为助催化剂时，如果该催化剂采用反应减速剂进行给料，在两个不连续步骤（离散的步骤，discrete step）中，将是更有效的。根据本发明，通过用卤代烃减速剂化合物浸透而给料这种催化剂，应该在催化剂加热升温至第二调整温度期间启动。

还据发现，采用本发明的工艺，需要用给定Cl水平饱和催化剂床所需的时间周期比在启动加热升温时间之前或完成加热温度之后完成要短得多。

第二个给料程序在调整时间结束之后进行实施。在这个第二步骤之后所加的减速剂通常是在第一给料步骤中所用量的部分（分数）。该第二给料程序应该在下降至第三温度期间或之后进行。