[发明专利]一种α-氧化铝载体及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种α‑氧化铝载体及其制备方法和应用，具体涉及一种应用于制备银催化剂的α‑氧化铝载体及其制备方法，以及含有该载体的银催化剂和银催化剂的制备方法，同时还涉及该银催化剂在烯烃氧化生产环氧化合物中的应用。本发明所述载体通过调整载体原料的粒度、原料的种类，以及添加造孔作用的物质来改善α‑氧化铝载体的比表面积、强度、吸水率和孔分布。将由上述α‑氧化铝载体制备的银催化剂用于乙烯环氧化制环氧乙烷，催化剂活性和选择性均得到了明显改进，在烯烃氧化生产环氧化合物中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于催化剂载体和催化剂制备技术领域，具体涉及一种α-氧化铝载体及其制备方法和应用。

背景技术

目前，世界上工业化生产环氧乙烷的方法是乙烯直接氧化得到，采用的是银催化剂。该催化剂载体为惰性材料，通常是α-氧化铝，活性组分为银，同时添加其他助剂。乙烯和氧气在金属银上直接氧化反应生成环氧乙烷是一个重要的催化反应过程。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。银催化剂的性能与催化剂的组成及制备方法有重要关系，与载体的性能和制备方法也有重要关系。

催化剂的组成及制备方法方面主要集中在助剂方面的研究，其中铼(Re)和铯(Cs)的引入，Shell公司首先在1986年公开含铼的银催化剂专利。专利US4761394和US4766105持续报道了一种含有碱金属、铼助剂和铼的协同助剂的多孔耐热载体负载银催化剂，催化剂选择性进一步改进。中国石油化工股份有限公司北京化工研究院专利CN102527384A中报道在催化剂制备过程中浸渍顺序，浸渍时间对催化剂性能的影响，认为助剂的加入顺序对催化剂的性能有影响，碱金属助剂和碱土金属助剂不能先于铼助剂加入。负载银量及浸渍次数方面的专利也有报道，专利MXPA04008167(A)指出载体负载银量至少为10克/千克，载体表面积大于1m²/g，孔径从0.2-10微米占总孔容70％以上，提供至少0.27ml/g的孔体积。专利US5691269(A)中报道用于烯烃环氧化的银催化剂，催化剂载体为多孔载体，表面积为0.1-2m²/g，孔容为0.1-1ml/g，负载银量为3-20wt％，新鲜催化剂上每平方微米负载银粒个数10-70个。

载体方面的专利集中在载体的制备方法、组成、孔分布等方面。专利US 5063195和US 5703001报道了载体的制备方法。专利US6787656、US 5145824指出在氧化铝载体中添加锆(Zr)可以改善载体的性能的研究。中国石化专利CN101850243A报道了酸和水处理载体，能使改变载体的孔结构，进而改进催化剂的性能。

尽管上述专利文献分别通过在载体制备和催化剂制备体系中进行改进而对催化剂的活性或选择性带来不同程度的改善，但是对这些性能改进的研究一直再继续，改进的性能的途径将更多样化，期望能同时改进催化剂的活性和选择性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种α-氧化铝载体，该α-氧化铝载体通过调整载体原料的粒度、原料配比，以及添加造孔作用的物质来改善α-氧化铝载体的比表面积、强度、吸水率和孔分布。本发明还提供了一种上述α-氧化铝载体的制备方法，该方法通过不同粒度原料的搭配造出合适的孔分布，不同的原料配比能对晶相转变产生影响，造孔作用的物质能产生更丰富的扩散通道和更大的比表面积。将由上述α-氧化铝载体制备的银催化剂用于乙烯环氧化制环氧乙烷，催化剂活性和选择性均可得到明显改进。

为此，本发明第一方面提供了一种α-氧化铝载体，其为α-氧化铝载体前体混合物经成型、干燥和焙烧制得，其中，所述α-氧化铝载体前体混合物包含：

组分a，10μm≤粒度＜100μm的氢氧化铝；

组分b，100μm≤粒度＜300μm的氢氧化铝；