способ приготовления катализатора для получения окиси этилена

Формула изобретения

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ ЭТИЛЕНА, включающий обработку инертного носителя аминным комплексом соли серебра, нанесение соединения щелочного промотора калия, рубидия, цезия в присутствии поверхностно-активного вещества и сушку, отличающийся тем, что в качестве соединения щелочного промотора используют бораты калия, рубидия или цезия и обработку ведут в присутствии солей борной кислоты металлов, выбранных из группы, включающей алюминий, никель, цинк, цезий, рубидий, кальций, барий, кадмий, магний, лантан, с последующей сушкой и промывкой водой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам приготовления катализаторов для процесса получения окиси этилена газофазным окислением этилена кислородом.

Известен способ приготовления катализатора для окисления этилена в окись этилена заключающийся в пропитке инертного носителя аминным комплексом органических солей серебра с добавками щелочных металлов. Однако активность и селективность такого катализатора невысоки (100 г ОЭ/л час и 81%) соответственно.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ приготовления катализатора, заключающийся в обработке инертного носителя аминным комплексом соли серебра, смесью солей щелочных металлов, соединением, содержащим хлор-анион, солью щелочноземельного металла, выбранного из группы кальций, кадмий и барий, и солью кремниевой кислоты. После обработки носитель сушат, промывают водой и дополнительно наносят раствор соли щелочного металла, выбранного из группы калий, рубидий, цезий, с поверхностно-активным веществом и окончательно сушат. Благодаря введению добавок катализатор, полученный по такому способу имеет высокие показатели, однако активность и селективность такого катализатора недостаточно высоки (181 г ОЭ/л кат в 1 ч и 78,2% соответственно при 219^оС).

Целью изобретения является повышение активности и селективности катализатора.

Это достигается тем, что готовят катализатор для получения окиси этилена путем обработки инертного носителя аминным комплексом соли серебра, и солями борной кислоты, выбранными из группы Al, Zn,Ni, Cs, Rb, Ca, Ba, Cd, Mg, La. Затем носитель сушат, промывают водой и дополнительно наносят раствор бората щелочного металла, выбранного из группы калий, рубидий, цезий, с поверхностно-активным веществом и окончательно сушат.

В предлагаемом способе приготовления катализатора носитель обрабатывают солями борной кислоты, способными образовывать коллоидные растворы в аминной среде и/или модифицировать поверхность серебра. Добавление солей этих металлов в виде боратов в пропиточный раствор приводит к образованию стойкого коллоидного раствора, способствующего стабилизации и уменьшению размеров частиц осаждаемого в этом растворе серебра и, соответственно, к увеличению активной поверхности серебра в готовом катализаторе. Кроме того, названные металлы совместно с бором оказывают модифицирующее действие на серебряный катализатор и повышают его селективность.

В качестве носителя используют альфа-окись алюминия, алюмосиликаты, карбид кремния в виде шариков или колец размером 5-8 мм с удельной поверхностью до 1 м²/г и пористостью 30-60% В качестве солей серебра и щелочного металла можно использовать любые водорастворимые соли органических и неорганических кислот (например, лактаты, ацетаты, нитраты). В качестве поверхностно-активных веществ используют ПАВ, разлагающиеся без остатка при нагревании.

Использование изобретения позволит увеличить активность катализатора на 5-17% и селективность катализатора на 2-2,3% по сравнению с прототипом.

П р и м е р 1. В 280 мл воды растворяют 8,4 г Zn(NO₃)₂*6H₂O (компонент A, I г Cs₂CO₃ (компонент C) и 3 г борной кислоты (компонент B). Полученный раствор медленно при перемешивании приливают к 700 мл моноэтаноламина. В образующийся коллоидный раствор, медленно, в течение 30 мин, порциями, при интенсивном перемешивании, добавляют 805 г AgNO₃до полного растворения нитрата серебра.

Получают 1200 мл пропиточного раствора, содержащего 515 г серебра (25 мас.), которым пропитывают 4 л носителя.

Пропитанный носитель сушат при перемешивании при температуре 50^оС в потоке инертного газа в течении 3 ч. Поднимают температуру до 70^оС и выдерживают образец при этой температуре в течении 24 ч. Полученный катализатор отмывают дистиллированной водой до исчезновения окраски промывной жидкости и до исчезновения в промывной жидкости ионов NO₃^-. Затем катализатор сушат при температуре 120^оС в течение 4 ч и после сушки пропитывают 2500 мл водного раствора, содержащего 0,1% бората цезия (компонент D) и 0,1% полиокса в течении 1 ч. Сливают избыток жидкости и сушат катализатор при температуре 140^оС в течении 4 ч в потоке воздуха.

П р и м е р ы 2-13. Катализаторы готовят по примеру 1, условия приготовления катализаторов представлены в табл. 1, состав полученных катализаторов и результаты их испытания в табл. 2.

П р и м е р 14 (сравнительный). Катализатор готовят по примеру 1, но нитрат цинка и борную кислоту не добавляют.

П р и м е р 15 (по прототипу). Полученные образцы катализаторов испытывают в процессе окисления этилена. Условия испытаний: реактор из нержавеющей стали с внутренним диаметром 8 мм. Состав исходного газа, об. этилен 20, кислород 6, азот остальное. Давление реакционной смеси 20 атм. Объемный расход газовой смеси 6000 ч^-1. В качестве газового промотора добавляют дихлорэтан в количестве 0,1 ppm. Температура испытаний 210-230^оС. Результаты испытаний представлены в таблице 2.