[发明专利]一种高活性的丙烯气相环氧化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油化工催化剂制备方法领域，更具体地说，涉及一种制环氧丙烷用催化剂及其制备方法，尤其以丙烯气相环氧化制环氧丙烷的催化剂及其制备方法。

背景技术

环氧丙烷简称PO，一种重要的化工原料，是非常重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。目前工业上生产PO的主要方法有氯醇法和共氧化法两种。其中氯醇法仍为PO的主要生产方法，其具有流程短、投资较低、选择性好、效率高等优势，但该工艺生产过程中产生的次氯酸严重腐蚀设备，而且产生大量石灰渣和含氯废去离子水，对环境造成严重污染。Halcon共氧化法相对于氯醇法在环境和经济性等方面有一定的优势，但整个生产过程很容易受到联产品市场的影响，而且工艺复杂，基础建设投资巨大。因此开发经济、高效、环保的反应体系及新的催化剂成为当前研究的热点。

一些新型的环氧化反应合成路线相继被报道。其中以H₂O₂为氧化剂的环氧化路线引起了人们的关注。公开号为CN101092406A的发明专利申请了一种在磷钨杂多酸季铵盐中添加碱性助剂，抑制了H₂O₂在氧化丙烯制PO过程中，PO容易发生开环的难题。以TS-1分子筛为催化剂反应条件温和且PO收率较高，但因TS-1和H₂O₂成本较高，且H₂O₂的储存及运输存在安全隐患，即使在附近建厂也存在H₂O₂生产能耗及成本高的问题，在一定程度上限制了其工业化进程。M. Haruta等(Journal of Catalysis, 1998, 178(2): 566-575) 首次用沉积-沉淀法合成了Au/TiO₂催化剂，在H₂与O₂共存条件下，得到了高达93%的PO选择性，但丙烯转化率不足2.5%。继此之后，研究者们广泛研究了各种含Ti的载金载体如TS-1、TiO₂/SiO₂、Ti-MCM-41、Ti-MCM-48等，取得了良好的效果。然而，研究发现在H₂与O₂共存下，PO选择性一般高于90%，而转化率却低于5%。公开号为CN101367049A的发明专利申请了一种以含钛的硅基介孔材料为载体的载金催化剂，在相对温和条件及无任何助剂和修饰剂存在下，提高了催化活性和氢效率，且可再生使用，但其离工业化尚有很大距离，尤其该催化体系丙烯的转化率有待进一步提高。