[发明专利]一种α-氧化铝载体及乙烯环氧化用银催化剂和乙烯环氧化方法

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乙烯环氧化方法。该α‑氧化铝载体通过包括如下步骤的方法制得：S1.获得具有如下组分的固体混合物：假一水A1subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、三水α‑A1subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、α‑A1subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、可燃尽固体润滑材料、氟化物矿化剂和碱土金属化合物，然后将所述固体混合物与粘结剂和任选的水混合，得到混合物；其中，α‑A1subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;为三水α‑A1subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;经1000～1800℃焙烧后再粉碎的产物；S2.将步骤S1中所得的混合物进行成型，得到成型体；S3.将步骤S2中所得的成型体进行干燥和焙烧，得到所述α‑氧化铝载体。由该载体制备的银催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷时，活性和选择性得到明显改善。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种α-氧化铝载体，以及由其制成的银催化剂及其应用。更具体地，涉及一种用于乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的α-氧化铝载体以及由该载体制得的乙烯环氧化用银催化剂，还涉及利用这种催化剂的乙烯环氧化生产环氧乙烷的方法。

背景技术

环氧乙烷是合成纤维的重要中间体，主要用于合成乙二醇，进一步合成聚酯纤维及薄膜等，用途十分广泛。银催化剂是迄今为止乙烯直接氧化法制取环氧乙烷的唯一工业用催化剂，目前世界年均需求量约7000m³/年，具有非常高的商业价值。在银催化剂作用下乙烯氧化主要生成环氧乙烷，同时发生副反应生成二氧化碳和水等。活性、选择性和稳定性是银催化剂的主要性能指标。银催化剂主要可以分为三种，分别为高活性、高选择性和中等选择性银催化剂。由于石油资源日趋匮乏及节能的要求，近年来高选择性和中等选择性银催化剂已成为市场应用主流。

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。目前来说，银催化剂一般选用α-氧化铝做载体。衡量α-氧化铝载体性能的指标主要包括：载体的比表面积、孔容、吸水率、抗压强度等，合适的比表面积为活性组分及助剂的沉积提供位置；合适的孔容为乙烯氧化提供合适的空间，使反应热量及时散发出去；合适的吸水率可以控制活性组分、催化助剂在载体上的负载量；而合适的压碎强度可以保证催化剂长时间承受反应压力。

现有技术中制备氧化铝载体的主要原料是氧化铝的水合物。氧化铝水合物加入粘结剂及各种添加剂等，经混料和捏合均匀，然后挤出成型，最后经干燥和高温焙烧，制成多孔耐热的α-氧化铝载体。例如，CN103372466A通过调配三水氧化铝和拟薄水铝石的质量比及三水氧化铝的粒度，制备出0.5～2.5μm的孔占比60％～90％的载体；CN102527442A与CN102921471A选用β-三水氧化铝全部/部分取代α-三水氧化铝，制备出具有更大的比表面积的载体。

现有技术中对载体性能及催化剂的活性和选择性带来的改善还很有限，因此本领域仍然需要对载体及其制造方法进行改进，以利于制造出性能更好的银催化剂。

发明内容

鉴于上述现有技术的状况，本发明的发明人在银催化剂及其载体制备领域进行了广泛深入的研究，结果发现，用三水α-A1₂O₃经高温焙烧后再粉碎获得的α-A1₂O₃来代替部分氧化铝的水合物作为制备载体的原料，可以调节成品载体的晶体形貌及尺寸、比表面积、吸水率及孔容，由该载体制备的银催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷时，活性和选择性得到明显改善。

本发明的目的是提供一种α-氧化铝载体、乙烯环氧化用银催化剂及乙烯环氧化方法。本发明的α-氧化铝载体在负载银并优选负载各种活性组分制成银催化剂后，在乙烯环氧化生产环氧乙烷的过程中显示出良好的活性和选择性。

具体地，本发明的第一方面提供一种α-氧化铝载体，该α-氧化铝载体通过包括如下步骤的方法制得：