[发明专利]α-氧化铝载体及乙烯环氧化用银催化剂和应用

说明书

本发明属于催化剂领域，涉及一种α‑氧化铝载体及乙烯环氧化用银催化剂和应用。该α‑氧化铝载体由包括以下步骤的方法制备得到：I)获得具有如下组成的固体混合物：粒度为10～30μm的α‑A1₂O₃、粒度为1～5μm的α‑A1₂O₃、可溶性淀粉、造孔剂、含硅化合物、含锆化合物；Ⅱ)向步骤I)的固体混合物中加入润滑剂；Ⅲ)向步骤Ⅱ)得到的混合物中加入水进行捏合、挤条成型，得到成型体；Ⅳ)将步骤Ⅲ)得到的成型体干燥、焙烧，制得所述α‑A1₂O₃载体。与现有技术相比，由本发明的载体制成的银催化剂应用于乙烯氧化生产环氧乙烷的反应时，具有高活性和高选择性的优点。

技术领域

本发明属于催化剂领域，涉及一种用于乙烯环氧化生产环氧乙烷用银催化剂的α-氧化铝载体、由该载体制得的银催化剂，以及所述α-氧化铝载体和银催化剂在乙烯环氧化生产环氧乙烷中的应用。

背景技术

在银催化剂作用下乙烯环氧化主要生成环氧乙烷(EO)，同时发生副反应生成二氧化碳和水，其中活性、选择性和稳定性是银催化剂的主要性能指标。活性是指环氧乙烷生产过程达到一定反应负荷时所需的反应温度，反应温度越低，催化剂的活性越高；选择性是指反应中乙烯转化成环氧乙烷的摩尔数和乙烯的总反应摩尔数之比；稳定性则表示为活性和选择性的下降速率，下降速率越小催化剂的稳定性越好。

目前银催化剂有三种：一是高活性银催化剂，这类催化剂活性高、稳定性好，初始选择性80～82％，使用寿命在2-5年，适用于所有环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)生产装置；二是高选择性银催化剂，这类催化剂最高选择性达88％以上，但要求反应器进口反应气中CO₂浓度在1.0％以下，适用于新建的、时空产率相对较低的EO/EG生产装置；三是中等选择性银催化剂(活性和选择性介于前二者之间的银催化剂)，这类催化剂的选择性可以达到83～85％，要求反应器进口的反应气中CO₂浓度在3％以下。不同类型催化剂的选择性可根据反应气中CO₂浓度和出口EO浓度相应调整，近年来由于能耗和环保的要求，高选择性银催化剂和中等选择性的银催化剂广泛应用于工业生产中并取代了原有的高活性银催化剂。

银催化剂的性能除和催化剂的组成及制备方法有重要关系外，还与催化剂使用的载体性能和制备方法有重要关系。对于以α-Al₂O₃为主要组分的载体而言，载体物性包括抗压强度，孔隙率，比表面及孔分布等，一个好的催化剂载体具有出色的抗压强度，孔隙率和比表面积。较高的孔隙率可降低反应物与产物气体在反应条件下扩散阻力；载体比表面要求有最低值，以保证催化活性组分能均匀地负载到载体上；抗压强度是衡量载体物理完整性的一个参数，对于催化剂经受较苛刻的操作条件并保证较长的使用寿命是至关重要的。载体具有较好的比表面和孔隙率，抗压强度可能会降低；相反抗压强度高，会降低比表面和孔隙率，不同物性之间的平衡对于载体是非常重要的。