[发明专利]用于乙酸乙烯酯单体产生制备的高几何表面积催化剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月22日提交的美国临时专利申请第62/195,499号的权益，出于任何和所有目的，将其所述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本技术总体涉及乙酸乙烯酯单体产生制备的领域。更具体来说，催化剂对于合成乙酸乙烯酯单体是具有高度活性的，并且表展现高选择性。本技术还提供制备得催化剂的方法和涉及催化剂的工艺。

背景技术

乙酸乙烯酯单体(VAM)是由下式表示的化合物：

VAM是多种产品(包括聚合物)中的重要组分。VAM还是涂料、纺织品、漆料和其它应用中的重要中间体。举例来说，VAM的聚合物(聚乙酸乙烯酯)用于多种应用(包括胶粘剂和粘合剂)中。

发明内容

在一个方面中，提供包括载体和催化层的催化剂，所述载体包括外表面、约60wt％到约99wt％二氧化硅、约1.0wt％到约5.0wt％氧化铝，所述催化层设置在载体内与外表面相邻，其中催化层进一步包括Pd、Au和乙酸钾(KOAc)；所述催化剂包括约130m²/g到约300m²/g的布鲁诺尔-艾米特-泰勒(Brunauer-Emmett-Teller)表面积；并且所述催化剂包括约550m²/m³到约1500m²/m³的单位填充床体积的几何表面积(GSA/PBV)，其中(a)KOAc为催化剂的约60kg/m³到约150kg/m³；或(b)催化层的平均厚度为约50μm到约150μm，或(c)KOAc为催化剂的约60kg/m³到约150kg/m³并且催化层的平均厚度为约50μm到约150μm。在一些实施例中，KOAc可为催化剂的约65kg/m³到约100kg/m³。在以上实施例中的任一个中，催化层的厚度可为约50μm到约550μm。

在以上实施例中的任一个中，氧化铝可为约1.0wt％到约3.0wt％。在以上实施例中的任一个中，催化剂中的Pd可为约3g/L到约15g/L。在以上实施例中的任一个中，催化剂中的Au可为约0.9g/L到约7g/L。在以上实施例中的任一个中，Pd与Au的质量比可为约3.5:1到约2.0:1。在以上实施例中的任一个中，催化剂的孔隙率可为约35％到约55％。在以上实施例中的任一个中，催化剂可呈包括以下中的至少一种的形状：圆柱形、球形、管状、多叶形(polylobular)、环形、星形、鞍形、凹槽形或脊形。在以上实施例中的任一个中，除催化层之外，载体可基本上不含Pd、Au和KOAc。

在一个方面中，提供了制得先前描述的催化剂中的任一种的方法。所述方法包括用Pd和Au渗透载体材料(其包括外表面)以提供设置在载体材料内与外表面相邻的含有金属的层。载体材料包括约60wt％到约99wt％二氧化硅和约1.0wt％到约5.0wt％氧化铝，并且含有金属的层进一步包括Pd和Au。

在一些实施例中，渗透载体材料包括使载体材料与包括Pd盐、Au盐或其混合物的盐溶液接触。在以上实施例中的任一个中，在与盐溶液接触之后，渗透载体材料可包括使载体材料与碱性溶液接触。在以上实施例中的任一个中，方法可进一步包括在渗透步骤之后的洗涤步骤。在以上实施例中的任一个中，方法可进一步包括在渗透步骤之后干燥载体材料。在以上实施例中的任一个中，在渗透步骤之后的干燥可在约40℃到约250℃的温度下进行。在以上实施例中的任一个中，方法还可包括在洗涤步骤之后干燥载体材料。在以上实施例中的任一个中，在洗涤步骤之后的干燥可在约40℃到约250℃的温度下进行。

在以上实施例中的任一个中，方法可进一步包括使含有金属的层暴露于还原剂。暴露步骤可在约15℃到约500℃的温度下进行。

在以上实施例中的任一个中，方法可进一步包括用KOAc浸渍含有金属的层。浸渍步骤可在暴露步骤之前进行，或浸渍步骤可在暴露步骤之后进行。在以上实施例中的任一个中，方法可进一步包括在浸渍步骤之后干燥载体材料。

在一个方面中，提供了工艺，所述工艺包括使反应气体与以上实施例中的任一个的催化剂接触，以制备乙酸乙烯酯单体，其中反应气体包括乙烯、乙酸和O₂。

附图说明