202132. lajstromszámú szabadalom • Eljárás etilén-oxid és etilén-oxid szintézisénél alkalmazható katalizátor előállítására
HU 202132B kálifém teljes mennyisége nem biztos, hogy azonos az impregnálással bevitt promotor alkálifém mennyiséggel. Ez utóbbi nem tartalmazza azt az alkálifém mennyiséget, amely a hordozó anyagában eredetileg is kötve volt, így például a kalcinálás során kötődött, vagy megfelelő oldószerrel, így például vízzel, rövidszénláncú alkoholokkal vagy aminokkal vagy ezek keverékével nem extrahálható ki, és promotor hatása nincs. Mindazonáltal maga a hordozó is lehet a promotor alkálifém forrása, mivel tartalmazhat alkalmas oldószerrel, így például vízzel vagy rövidszénláncú alkohollal kiextrahálható alkálifémet, amelyet azután az alkálifémek bevitelére alkalmas impregnáló oldatként alkalmazhatunk. A találmány értelmében a „vegyület” megnevezés magában foglalja a megfelelő elemek felületi és/vagy kémiai kötéssel, így például ionos és/vagy kovalens kötéssel létrehozott vegyületét. Az „ionos” vagy „ion” megnevezés alatt elektromos töltéssel rendelkező részecskéket értünk, a „kationos” vagy,.kation” megjelölés pozitív, az „anionos” vagy „anion” megnevezés negatív töltésű részecskét jelent. Nyüvánvaló, hogy vákuumban ionok nincsenek jelen, hanem a megfelelő ellenionnal semlegesítve vannak. Az „oxidos” megjelölés olyan töltött vagy semleges vegyületre vonatkozik, amelyben a szóhanforgó elem oxigénhez és egy vagy több másik elemhez kapcsolódik felületi vagy kémiai kötéssel, így például ionos és/vagy kovalens és/vagy koordinációs kötéssel. Ennek megfelelően az oxigén-tartalmú vegyületek lehetnek kevert, kettős vagy komplex felületi oxidok, így például lehetnek csak oxigént tartalmazó oxidok, hidroxidok, nitrátok, szulfátok, karboxilátok, karbonátok, hidrogén-karbonátok, oxi-halogenidek vagy felületi-kötésű típusok, amelyeknél a szóban forgó elem közvetlenül a hordozó felületén lévő oxigénhez kapcsolódik. A „promotor-hatású mennyiség" azt jelenti, hogy az adott komponens a katalizátorban olyan mennyiségben van jelen, hogy a katalizátor egy vagy több tulajdonságát fokozza, az üyen anyagot nem tartalmazó katalizátor megfelelő tulajdonságához viszonyítva. Ilyen tulajdonságok többek között például a következők; üzembiztonság (a reakció megszaladásával szembeni biztonság), szelektivitás, aktivitás, konverzió, stabilitás és kihozatal. A szakember számára nyilvánvaló, hogy a promotor-hatású mennyiség bizonyos tulajdonságokat fokozni képes, míg más tulajdonságokat nem befolyásol vagy éppen gátol. Nyüvánvaló az is, hogy a különböző katalizátor tulajdonságok javítása különböző reakciókörülmények között megnövekedett szelektivitású katalizátort, más üzemi körülmények között alkalmazva nagyobb aktivitású katalizátorként működtethetünk és egy adott etüén-oxid üzem vezetője belátása szerint megváltoztathatja az üzemi paramétereket, még más katalizátor-tulajdonságok rovására is, annak érdekében, hogy a kiindulási anyagok költségének, az energiaköltségek, melléktermék-eltávolítási költségek figyelembevételével a teremelési értéket növelje. A találmány szerinti ezüst, hordozóanyag, alkálifém és rénium kombináció lehetővé teszi egy vagy több katalizátor-tulajdonság nagyobb mértékű javítását, mint az az alkálifém és ré-7 nium promotor nélküli hordozós ezüst katalizátorokkal lehetséges. Különösen előnyösen javíthatók a tulajdonságok az olyan kombinációhoz képest, amelyek ezüstöt, hordozót és egy második promotert tartalmaznak, de nem tartalmaznak réniumot, promoter hatású mennyiségben. A „katalitikus hatású mennyiségű” ezüst azt a mennyiséget jelenti, amelynél mérhető mennyiségű konverzió jelentkezik etilén és oxigén reagáltatásakor. A találmány szerinti eljárással nyert katalizátor egyik előnyös kiviteli formájánál az etüén-oxid szelektivitása vagy a) legalább 20%, 20%-os oxigénkonverzió szintnél, vagy b) legalább 10%, 40%-os oxigén konverzió szintnél. A katalizátor működésnek vizsgálatára egy előnyös módszert ismertetünk az 1. példában, és az ott bemutatott pozitív eredmény a találmány szerinti előnyös kivitelű katalizátorok mértéke. A találmány egy másik előnyös megvalósítási formájánál keressük azt a legkisebb „hatásos promotor mennyiséget”, a réniumra és/vagy egyéb promotor fémre vonatkozóan, amely a katalizátor működésének javításához vezet akár a szelektivitást, konverziót vagy stabilitást ületően. Erre vonatkozó mérési módszerünket is az 1. példa tartalmazza és a bemutatott mérési körülmények alapján az üyen katalizátorok minősíthetők. A javulás mértékét az azonos reakciókörülmények között működtetett, de réniumot és egyéb promotor fémet egyáltalán nem, vagy csak ezek egyikét tartalmazó hordozós ezüstkatalizátorhoz viszonyítottuk. Még előnyösebb javulás érhető el a réniumot tartalmazó katalizátorokkal azokhoz a katalizátorokhoz viszonyítva, amelyek azonos körülmények között üzemelnek, de csak ezüstöt, hordozót és további promotor fémet tartalmaznak. A legelőnyösebb katalizátorok közé tartoznak azok, amelyeknél a szelektivitás növekedése legalább 0,1, különösen legalább 0,3%. Még előnyösebbek azok a katalizátorok, amelyek egyidejűleg növelik a szelektivitást, a stabüitást vagy a stabilitás és a szelektivitás közötti egyensúlyt A hordozó rénium-ionolckal, sókkal, vegyületekkel és/vagy komplexekkel is impregnálva van. Ezt az impregnálást végezhetjük egyidőben az alkálifém promotorral végzett impregnálással, vagy az előtt vagy az után vagy akár az ezüst felvételével egyidejűleg, vagy előtte vagy utána. Előnyösen olyan impregnáló oldatot alkalmazunk, amely a réniumot, az alkálifémet és az ezüstöt együttesen tartalmazza. A rénium előnyös mennyisége fémben kifejezve 0,01 mmól és 15 mmól, még előnyösebben 0,2 mmól és S mmól, különösen előnyösen 0,3 mmól és 3,5 mmól közötti érték a katalizátor teljes tömegére számolva. Ahatárokközötti legelőnyösebb mennyiségtől várható hatás függ például a reakciókörülményektől, a katalizátor előállítási körülményeitől, a hordozó fajlagos felületétől és pórustérfogatától, a felület kémiai tulajdonságaitól, a katalizátor ezüst-, alkálifém- és egyéb promotor fém-tartalmától, a rénium és alkálifém meüett jelenlévő egyéb anionoktól és kationoktól, valamint az impregnáló oldatból visszamaradó egyéb vegyületektől. Ezek alapján a mennyiségét kísérleti úton határozzuk meg. A réni-8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
