JPS5948663B2 - 銀触媒の効能を向上させる方法 - Google Patents

銀触媒の効能を向上させる方法

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JPS5948663B2
JPS5948663B2 JP52124660A JP12466077A JPS5948663B2 JP S5948663 B2 JPS5948663 B2 JP S5948663B2 JP 52124660 A JP52124660 A JP 52124660A JP 12466077 A JP12466077 A JP 12466077A JP S5948663 B2 JPS5948663 B2 JP S5948663B2
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drying
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    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
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    • B01J23/90Regeneration or reactivation
    • B01J23/96Regeneration or reactivation of catalysts comprising metals, oxides or hydroxides of the noble metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エチレンと分子状酸素とを反応させることに
よるエチレンオキシドの製造に用いられた銀触媒の効能
を向上させる方法に関する。
銀触媒の活性および特にエチレンオキシドの生成に関す
るそれらの選択性は、エチレンオキシド製造の際のこれ
らの触媒の使用中しばしば減少する。独国特許明細書第
2519599号は、使用済触媒を、0.2ないし5%
Wの水、0.05ないし/0.4%Wのセシウムおよび
/またはルビジウムニトレート、および1−3個の炭素
原子を有する脂肪族アルコールから成る含浸溶液で含浸
させ、続いて上記アルコールを70ないし120℃の温
度で蒸発させ、任意に窒素でパージさせ、それにより1
ないし1000ppmのセシウムおよび/またはルビジ
ウムを触媒上に沈着させることにより、使用済触媒を再
活性化する方法を開示している。
英国特許出願第12129/76号において、使用済銀
触媒の選択性は、アルカリ金属カリウム、ルビジウムま
たはセシウムの1種またはそれ以上のイオンを、1キロ
グラム(全触媒に基づいて)につき0.00004ない
し0.008グラム当量触媒に沈着させることにより向
上され得るということが記載されている。これは、これ
らのアルカリ金属の1種またはそれ以上の化合物例えば
塩を例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール
、アセトン、メチルアセテートまたはテトラヒドロフラ
ンのような適当な溶媒中に溶解させた溶液で触媒を含浸
させることにより行なわれ得る。しかしながら、上記の
アルカリ金属の使用済銀触媒上への沈着により得られる
選択性の向上は、常に所望のものほど高いとは限らない
。これは、銀触媒が例えば英国特許第1413251号
に記載の触媒のように既にアルカリ金属を含有している
場合、あるいは触媒が例えば硫黄化合物のような汚染物
で特に毒されている場合に、特に当てはまる。このよう
な触媒を再活性化する際、使用済銀触媒が、水あるいは
水と水混和性有機溶媒との混合物で、アルカリ金属をそ
れの上に沈着させる前に洗浄する場合、一層良好な結果
が得られ得るということを見い出した。
これは、独口特許明細書第2519599号において、
含浸溶液中に10重量%より多い水の存在は触媒を害す
るということが記載されているので、非常に驚くべきこ
とである。使用済しかし依然かなり活性な銀触媒が、セ
シウムニトレートの水溶液で処理されることにより、ほ
とんど完全に脱活性化されるということもまた、上記独
国特許明細書の実施例20に記載されている。使用済銀
触媒が水あるいは水と水混和性有機溶媒との混合物で洗
浄されるとき、その選択性は実質的に減少するというこ
とを見い出した。
しかしながら、触媒の活性および/または選択性は、ナ
トリウム、カリウム、ルビジウムおよび/またはセシウ
ムを、洗浄された触媒上に沈着させることにより高めら
れ得るということもまた見い出した。この処理により、
未処理の使用済触媒よりも活性なおよび/または選択性
のある触媒が製造され得る。水と水混和性有機溶媒との
混合物は、好ましくは少なくとも10重量%、一層好ま
しくは少なくとも50重量%の水を含有する、しかし水
それ自体が最も好ましい洗浄剤である。適当な有機溶媒
の例は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、
およびアセトンである。かくして、本発明によると、エ
チレンと分子状酸素との反応によるエチレンオキシドの
製造に使用された銀触媒の効能を向上させる方法は、a
)使用済触媒を水あるいは水と水混和性有機溶媒との混
合物で洗浄すること、およびb)アルカリ金属ナトリウ
ム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムの1種または
それ以上のイオンを、1キログラム(全触媒に基づいて
)につき0.00004ないし0.008グラム当量洗
浄された触媒に沈着させることから成る。
洗浄は、従来の方法例えば使用済銀触媒をその体積の1
−10倍の水で室温においてパーコレートすることによ
り行なわれ得る。
その代わりに、例えば触媒の体積の0.5−10倍の体
積の水が触媒上を2−10回再循環されてもよい。その
液体をドレインさせた後、この処理を1回またはそれ以
上新たな水で繰り返してもよい。洗浄段階後、触媒は好
ましくは乾操される。これは、除去されるべき溶媒によ
り好ましくは50と200℃との間の温度で、触媒を加
熱することにより行なわれ得る。さらに好ましくは、触
媒は、ガス流例えば窒素、空気、水素またはメタンを用
い好ましくは15と200℃との間の温度で、パージす
ることにより乾燥される。所望するならば、乾燥時間を
減じるために、乾燥段階は、低沸水混和性溶媒好ましく
は100℃より低い沸点を有するもの、例えばメタノー
ル、エタノール、イソプロパノールまたはアセトンで触
媒を洗浄することにより先行され得る。ナトリウム、カ
リウム、ルビジウムおよび/またはセシウムのイオンは
、洗浄された触媒上に、これらのアルカリ金属の1種ま
たはそれ以上の化合物の適当な溶媒特に有機溶媒中の溶
液を用いて含浸させることにより沈着され得る。
適当な化合物の例は、ナトリウム、カリウム、ルビジウ
ムまたはセシウムの水酸化物、硝酸塩、塩化物、ヨウ化
物、臭化物、重炭酸塩および炭酸塩あるいはこれらのア
ルカリ金属の有機誘導体例えばイソプロポキシドのよう
なそれらのアルコキシド、または例えばアセテート、オ
キサレート、タートレートおよびラクテートのような有
機カルボン酸とのそれらの塩である。適当な溶媒は、例
えばメタノール、エタノールおよびイソプロパノールの
ような1ないし6個の炭素原子を有するアルコール、お
よびアセトン、メチルアセテートおよびテトラヒドロフ
ランである。所望するなら、アルカリ金属化合物の該溶
媒における溶解度は、例えば英国特許明細書第1108
921号および第1285367号に記載の型の大環状
ポリエーテルのような錯生成剤の使用によつてあるいは
水の添加によつて増大され得る。溶媒中の水の量は、好
ましくは20重量%より低く、最も好ましくは10重量
%より低い。アセトンは好ましい溶媒である。含浸溶液
の量およびその中のアルカリ金属の濃度は、全触媒1キ
ロにつき、0.00004と0.008好ましくは0.
0001と0.002の間のグラム当量のアルカリ金属
を、触媒上に沈着させるのに十分であるべきである。所
望するなら、含浸溶液は触媒上を再循環され得る。1種
またはそれ以上のアルカリ金属化合物の溶液での含浸後
、過剰の溶媒は除去されるべきである。
これは、大気圧、減圧あるいは加圧で行なわれ得る。触
媒は、除去されるべき溶媒により、例えば50と200
℃との間の温度で、例えば0.5と48時間との間の時
間特に2と16時間との間の時間加熱され得る。乾燥処
理中、例えば窒素、空気、水素、貴ガス、二酸化炭素、
メタンのようなガスあるいはこれらのガスの混合物は、
触媒上を通過され得る。冷凍乾燥あるいは室温での真空
乾燥もまた、用いられ得る。もし所望するなら、本発明
の方法は、エチレンオキシドの製造用に用いられた反応
器中で行なわれ得る。
例えば、水およびナトリウム、カリウムルビジウムまた
はセシウムの1種またはそれ以上の化合物の含浸溶液が
順次的に使用済銀触媒を含有する反応器に通ぜられ、そ
して中間および最終乾燥段階は適当なガス流中で触媒を
加熱することにより作用され得る。本発明の方法は、銀
触媒の選択性ばかりでなく、それらの活性をもしばしば
向上させる。
これは、再活性化後銀触が同じ反応温度で再活性化処理
前よりも一層高い転化率を与え得る、あるいはその代り
に一層低い温度で同じ転化率を成就し得るということを
意味する。一層低い反応温度の使用は、二酸化炭素、ホ
ルムアルデヒドおよび/またはアセトアルデヒドのよう
な望ましくない副生成物の生成が一層高い温度で増加す
るので、実際的に有益である。本発明による再活性化さ
れた銀触媒は、気相のエチレンと分子状酸素含有ガスと
を、150一300℃好ましくは190−285℃最も
好ましくは210ないし275℃の温度で、このような
触媒を存在させて接触することにより、エチレンオキシ
ドを製造する場合に用いられ得る。
このような処理を行なうためにさらに加える条件は、先
行技術例えば英国特許出願第1413251号に記載の
先行技術に述べられている。本発明の再活性化された銀
触媒の好ましい適用においては、エチレンオキシドが、
酸素含有ガス(少なくとも95%酸素を含有する)をエ
チレン、希釈ガスおよび調節剤(MOderatOr)
と共に、本発明の触媒と190℃ないし285℃好まし
くは210℃と275℃の範囲の温度で、接触させるこ
とにより製造される。
生じるエチレンオキシドは、反応生成物から従来の方法
により分離されおよび回収される。
本発明による銀触媒の再活性化およびエチレンオキシド
の製造におけるこれらの触媒の使用を、下記の実施例に
よりさらに記載する。実施例 1 英国特許明細書第1413251号に記載の型のカリウ
ム含有使用済銀触媒(触媒A)が、内径2CTfLおよ
び床長20cmを有する反応器管中に供給することによ
り、エチレンオキシドを製造する場合に試験された。
25%mのエチレン、8%mの酸素、1.7ppmのジ
クロロエタンおよび残りは窒素から成る気体混合物が、
触媒上を大気圧および250h−1の気体時間空間速度
で通過させられた。
40%mの酸素転化率で達成されたエチレンオキシド選
択率およびその酸素転化率を達成するのに必要な温度を
表Iに示す。
次の触媒B,CおよびDを同一方法で試験した。
触媒Bは、5重量%の水を含有するアセトンに43.3
〜のCsClを溶解させた溶液100m1で少なくとも
10分間、触媒AlOO9を浸すことにより製造された
。過剰の溶液をドレインした後、触媒はオーブン中12
0℃において16時間乾燥された。触媒Cは、20℃の
温度で攪拌しながら200w11の水で1/2時間触媒
AIOOgを2回洗浄し、過剰の水をドレインし、次い
でオープン中120℃において16時間空中乾燥するこ
とにより製造された。
触媒Dは、5重量%の水を含有するアセトン中に43,
3Tf1f7のCSCIを溶解させた溶液100m1で
:少なくとも10分間、触媒ClOO9を浸すことに
より製造された。
その触媒は、触媒Bと同じようにして乾燥された。表I
から、本発明の方法による使用済触媒(触媒A)を再活
性化することによつて得られた触媒Dは、触媒Aより一
層活性でかつ一層選択性であ 3るということがわかる
触媒Dはまた、前の水洗をしないでセシウム含有溶液で
触媒Aを処理することによつて得られた触媒Bよりも一
層活性でありかつ一層選択性である。触媒Cの低い選択
性は、触媒を水で単に洗浄することは好ましくない影響
4を与えるということを示している。実施例 英国特許明細書第1413251号に記載の型例Iに記
載と同様な方法で、エチレンオキシドの製造の場合に試
験された。
40%mの酸素転化率で達成されたエチレンオキシド選
択率およびその酸素転化率を達成するのに必要な温度を
表に示す。
次の触媒F,GおよびHは、同一方法で試験された。
触媒Fは、1000m1の水で20℃の温度において1
時間、2009の触媒Eを2回洗浄し、次いで120℃
で16時間乾燥することにより製造された。
触媒Gは、5重量%の水を含有するアセトン中に20W
1If7のNaClを溶解させた溶液100m1で、少
なくとも10分間1009の触媒Fを浸すことにより製
造された。
その触媒は、触媒Fと同様にして乾燥された。触媒Hは
、5重量%の水を含有するアセトン中に20〜のKCI
を溶解させた溶液100m1!で、少なくとも10分間
1009の触媒Fを浸すことにより製造された。
その触媒は、触媒Fと同じようにして乾燥された。実施
例 I 英国特許明細書第1413251号に記載の型の使用済
カリウム含有銀触媒(触媒I)が、内径2cmおよび床
長20cTnを有する反応器管中に供給することにより
、エチレンオキシドの製造の場合に試験された。
30%mのエチレン、7.5%mの酸素、7ppmのビ
ニルクロライドおよび残りは窒素からなる気体混合物が
、大気圧および240h−1の気体時間空間速度で触媒
上を通過させられた。
40%mの酸素転化率で達成されたエチレンオキシド選
択率およびその酸素転化率を達成するために必要な温度
を表Iに示す。
次の触媒JおよびKは、同様にして試験された。
触媒Jは、200m1の蒸留水で20℃の温度において
撹拌しながら1時間、100グラムの触媒Iを4回洗浄
し、過剰の水をドレインし、次いで2007111のア
セトンと共に1/2時間触媒を攪拌することにより製造
された。
過剰のアセトンをドレインした後、触媒はオーブン中1
20′Cにおいて16時間空中乾燥された。触媒Kは、
5重量%の水を含有するアセトンに50Tf!9のCs
Clを溶解した溶液200m1で、100yの触媒Jを
含浸させることにより製造された。
含浸は、触媒上に溶液を15分間パーコレートしおよび
流出溶液を集めることにより行なわれた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エチレンと分子状酸素との反応によるエチレンオキ
    シドの製造に使用された銀触媒の効能を向上させる方法
    において、a)使用済触媒を水あるいは水と水混和性有
    機溶媒との混合物で洗浄すること、およびb)アルカリ
    金属ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウム
    の1種またはそれ以上のイオンを、1キログラム(全触
    媒に基づいて)につき0.00004ないし0.008
    グラム当量洗浄された触媒に沈着させることから成る上
    記方法。 2 洗浄段階後、触媒が乾燥される特許請求の範囲第1
    項に記載の方法。 3 乾燥が、触媒を50と200℃との間の温度で加熱
    することにより行なわれる特許請求の範囲第2項に記載
    の方ム4 乾燥が、15と200℃との間の温度におい
    て、ガス流で触媒をパージすることにより行なわれる特
    許請求の範囲第2項に記載の方法。 5 乾燥段階が、100℃より低い沸点を有する水混和
    性溶媒で触媒を洗浄することにより先行される特許請求
    の範囲第2ないし4項のいずれか一項に記載の方法。 6 溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロパノー
    ル、あるいはアセトンである特許請求の範囲第5項に記
    載の方法。 7 アルカリ金属の化合物1種またはそれ以上を溶媒に
    溶解させた溶液で含浸させることにより、アルカリ金属
    イオンが洗浄された触媒上に沈着される、特許請求の範
    囲第1ないし第6項のいずれか一項に記載の方法。 8 溶媒が、1ないし6個の炭素原子を有するアルカノ
    ールである特許請求の範囲第7項に記載の方法。 9 溶媒がアセトンである特許請求の範囲第7項に記載
    の方法。 10 溶媒が水を含有する特許請求の範囲第8または9
    項に記載の方法。 11 水の量が20重量%より少ない特許請求の範囲第
    10項に記載の方法。 12 水の量が10重量%より少ない特許請求の範囲第
    11項に記載の方法。 13 洗浄された触媒に沈着されるアルカリ金属の量が
    、全触媒1キロにつき0.0001と0.002との間
    のグラム当量にある特許請求の範囲第1ないし12項の
    いずれか一項に記載の方法。 14 含浸された触媒が、50と200℃との間の温度
    で0.5と48時間との間の時間乾燥される特許請求の
    範囲第7ないし13項のいずれか一項に記載の方法。
JP52124660A 1976-10-21 1977-10-19 銀触媒の効能を向上させる方法 Expired JPS5948663B2 (ja)

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DE (1) DE2746976A1 (ja)
ES (2) ES463341A1 (ja)
FR (1) FR2368298A1 (ja)
GB (1) GB1575810A (ja)
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