202132. lajstromszámú szabadalom • Eljárás etilén-oxid és etilén-oxid szintézisénél alkalmazható katalizátor előállítására
HU 202132B A fenti c) pont szerint az 1. táblázatban összefoglalt anyagokra (A-F) meghatározott Hg-telítési értékek alapján felvett pórus-eloszlási görbéket a 3-8. ábrák szemléltetik. Az 1. táblázatban ismertetett anyagok közül a katalizátor szelektivitás és aktivitás szempontjából előnyösek a B és D jelű anyagok. Függetlenül a felhasznált hordozóanyag fajtájától, a hordozóanyagot általában formázott részecskék alakjában alkalmazzuk, ami lehet bármely, a fix-ágyas reaktoroknál alkalmazható forma, így például kisebb vagy nagyobb darabos szemcse pellet, gyűrű, gömb stb. formájú szemcse. Az etüénoxid reaktorokban a katalizátor befogadására leggyakrabban különböző hosszúságú csőben elhelyezett hordozókat alkalmazunk, amelyek külső átmérője körülbelül 1,8 és 6,8 cm, belső átmérője 1,3-6,4 cm és hossza 4,5-13,5 m. Az ilyen reaktorokban a katalizátor hordozó előnyösen kerek-, így például gömb-, pellett-, gyűrű vagy tabletta-formájú, amelyek átmérője 0,25-2 cm. Az adott katalizátorokhoz megfelelően választjuk meg a fajlagos felület és pórustérfogat értékét, így például a BET fajlagos felület alsó értéke általában 0,01,0,05 és 0,2 nn/g és felső értéke általában 1, 3,5,10,15 és 20 m2/g. A vízzel telíthető pórusátmérő alsó értéke általában 0,05,0,2 és 0,35 ml/g, felső értéke általában 0,6 és 0,8 ml/g. A katalizátor előállításánál úgy járunk el, hogy a promotor fémeket és a réniumot oldható sóik és/vagy egyéb vegyületeik formájában az ezüsttel egyidőben, azt megelőzően vagy azt követően viszszük fel a hordozóra. A promotort felvihetjük egy lépésben és a réniumot egy másik lépésben vagy akár több lépésben is. Előnyösen úgy járunk el, hogy a promotor fémeket és a réniumot is az ezüsttel egyidőben visszük fel, de az egymást követő, tetszés szerinti sorrendben végzett felvitellel is jó minőségű katalizátort nyerünk. Bár a további fémek tiszta fémes állapotban is alkalmazhatók, nem ez az előnyös. Általában ionos formában, sóik vagy más vegyületeik formájában kerülnek felvitelre megfelelő oldószerben oldva. Ezzel az oldattal impregnáljuk a porózus hordozót az ezüst-iont, -sót vagy -komplexet tartalmazó oldattal való impregnálás vagy kicsapás előtt, alatt vagy után. A további fém promotort felvihetjük azután is, hogy az ezüstöt a hordozón már redukáltuk. A promotor fém mennyisége függ a hordozó fajlagos felületétől, a pórusszerkezettől, a felület kémiai tulajdonságaitól, a katalizátor ezüst-tartalmától, az adott fém-kationnal együtt alkalmazott iontól, valamint a rénium mennyiségétől. Afelhasznált menynyiség általában 10 és 3000, előnyösen 15 és 2000, még előnyösebben 20 és 1500 ppm (fémben kifejezve) a katalizátor teljes tömegére vonatkoztatva. Különösen előnyösen 50-1000 ppm mennyiséget alkalmazunk. Az említett határokon belüli előnyös értékektől várható hatások különböző egyéb faktoroktól is függnek, így például a reakciókörülményektől, a katalizátor előállítási eljárástól, a hordozó fajlagos felületétől, pórustérfogatától, a felület kémiai tulajdonságaitól, az ezüsttartalomtól, az egyéb vegyületek mennyiségétől, további fémek 5 mellett jelenlévő egyéb kationok és anionok minőségétől, amelyeket a fémek és a rénium felvitelénél az impregnáló oldatban alkalmaztunk. Ezek hatását kísérleti úton kell meghatározni. A további fémpromotorok a katalizátorban általában kationok (ionok), vegyületek vagy komplexek, felületi vegyületek vagy felületi komplexek formájában vannak jelen és nem a rendkívül aktív szabad fém formájában. A korlátozás szándéka nélkül kimondva, előnyös, ha a fém-promotorok oxid-vegyületeik formájában vannak jelen. Még előnyösebben, ezek a fémek valószínűleg a hordozó felületén az alumíniummal és/vagy az ezüsttel alkotott kevert vagy kettős felületi oxidok vagy komplex oxidok formájában vannak jelen, nagy valószínűséggel a reakciókeverékből vagy reakciókeverékben képződött egyéb vegyületek, így például kloridokkal vagy karbonátokkal kombináltan. A fentiekből kitűnik tehát, hogy a találmány szerinti katalizátor két különböző promotort tartalmaz, az első a rénium, a második a további fémvegyület. Az „első” és „második” megjelölés azonban semmiképpen sem jelent fontossági sorrendet a szelektivitás növelésének szempontjából. A szelektivitás növelése szempontjából a második promotor szerepe még nagyobb is lehet, mint a réniumé. Második promotor fémként számos fém alkalmazható. Előnyösen a periódusos rendszer VA vagy VIA csoportjába tartozó fémet, így például molibdént, wolframot, krómot, vanádiumot vagy mangánt alkalmazunk. A molibdén, wolfram és króm alkalmas lehet más egyéb fémek mellett kopromotorként való alkalmazásra is. A nemesfémes elemek közül kopromotorként alkalmazható a kén vagy a foszfor is. Előnyös második promotor fémek közé tartoznak az alkáliföldfémek, így például a magnézium, bárium és kalcium, továbbá még előnyösebbek az alkálifémek, így például a kálium, rubidium, cézium vagy ezek keveréke, különösen előnyös a cézium. Különösen előnyösek az ún. magasabb alkálifémek, azaz a kálium, rubidium és cézium vagy ezek keveréke. A „keverék” tartalmazhat két vagy több alkálifémet a promotor hatás fokozására. így például alkalmazhatjuk a következő keverékeket: cézium+rubidiurn, cézium+kálium, cézium+nátrium, cézium+lítium, cézium+rubidium+nátrium, cézium+kálium+nátrium, cézium+lítium+nátrium, cézium+rubidium+kálium+nátrium, cézium+rubidium+kálium+lítium vagy cézium+kálium+lítium. Ha a magasabb alkálifémeket keverékből alkalmazzuk, a keverék legalább két következő fémet tartalmaz: kálium, rubidium, cézium. így például egy előnyös megvalósítási formánál, ha a magasabb alkálifém kálium, rubidium, cézium vagy ezek keveréke, a káliumot céziummal vagy a rubidiumot céziummal vagy a káliumot rubidiummal alkalmazzuk, vagy ezeket együttesen is alkalmazhatjuk.Ha például káliumot céziummal együtt alkalmazunk, a kálium és cézium tömegszázalékos aránya 0/100 és 100/0 közötti érték, így például 20/80,50/50 vagy 74/26. Az egyéb keverékeknél hasonló arányokat használunk. Legelőnyösebb promotor fém a cézium. Nyilvánvaló, hogy a katalizátorban jelenlévő al6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
