[發(fā)明專利]一種由生物基二元醇制備正丙醇的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210214735.5
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102731247A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牟新東;彭功名;王喜成;姜義軍;郭新翠;徐國強(qiáng);王曉燕
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C07C31/10
• 分類號: C07C31/10;C07C29/60;B01J23/30;B01J23/20
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;李穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種由生物基二元醇制備正丙醇的方法。

背景技術(shù)

近年來，生物能源因為生物能源具有可再生性，綠色性尤其受到重視，被認(rèn)為是解決能源危機(jī)的最理想途徑之一。目前全球各國都大力發(fā)展生物能源，包括生物柴油技術(shù)和生物石油技術(shù)。與此同時，迅速升溫的生物柴油投資熱使生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物的甘油出現(xiàn)過剩。在生產(chǎn)生物柴油如脂肪酸甲酯時，甘油作為副產(chǎn)物在酯交換反應(yīng)中大量生成，每生產(chǎn)9kg生物燃料就有1kg甘油粗產(chǎn)品生成。因此為這些甘油尋找新的利用途徑已引起全球的普遍關(guān)注。其中，以甘油為原料氫解生產(chǎn)附加值更高的1,2-丙二醇研究方向，是極具發(fā)展?jié)摿Φ模–N101012149、CN101255098、CN101239315、CN101214440A）。可以預(yù)見，在不久的未來，作為甘油下游產(chǎn)品的1,2-丙二醇將會出現(xiàn)產(chǎn)能過剩，因此，開發(fā)以1,2-丙二醇為原料化學(xué)轉(zhuǎn)化為高附加值下游產(chǎn)品將有助于拓寬甘油下游產(chǎn)品的市場范圍，提高生物柴油產(chǎn)業(yè)的競爭力。

目前，已有文獻(xiàn)或者專利報道1,2-丙二醇經(jīng)過高溫脫水制備丙醛、環(huán)氧丙烷的方法（Applied?Catalysis?A:General2009(366):304-308;Applied?Catalysis?A:General?2011(400):148-155)、CN101773822A）。另外也有報道通過加氫制備正丙醇的方法（Adv.Synth.Catal.2009,351:789-800,ChemSusChem.2010(3):728-736），但是上述加氫方法中存在著一定的缺陷，前者是采用均相貴金屬催化劑，催化劑制備過程復(fù)雜，催化劑與反應(yīng)物，產(chǎn)物分離困難；后者盡管采用多相催化劑，但是催化劑同樣為貴金屬（Rh-Re/SiO₂），且需要氫壓較高（8MPa），反應(yīng)時間過長（24-48h）。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種由生物基二元醇制備正丙醇的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為：

一種由生物基二元醇制備正丙醇的方法，將甘油氫解產(chǎn)物1,2-丙二醇與負(fù)載過渡金屬元素載體的催化劑在固定床反應(yīng)器上，常壓氮氣保護(hù)下，高溫脫水及氫轉(zhuǎn)移耦合的連續(xù)性反應(yīng)制備正丙醇。所述過渡金屬擔(dān)載量以金屬單質(zhì)計占載體重量的1-30％。

首先將載體于500℃焙燒2-6小時，取濃度為1-30％的過渡金屬溶液為浸漬液，采用等體積浸漬法將過渡金屬溶液浸漬于載體中，于室溫下浸漬24小時，浸漬結(jié)束后烘干，烘干后在馬弗爐中于600℃焙燒2-6小時，即得催化劑。

所述催化劑為以ZrO₂,Al₂O₃,TiO₂中的一種或幾種作為載體；過渡金屬溶液為過渡金屬的氧化物或過渡金屬的可溶性鹽。所述幾種物質(zhì)混合作為載體時可以任意比例混合。

所述過渡金屬溶液為Nb、W或Ta的過渡金屬氧化物中的一種或幾種或Nb、W或Ta的過渡金屬的可溶性鹽中的一種或幾種；過渡金屬的可溶性鹽為硝酸鹽、醋酸鹽或草酸鹽的一種或幾種。

所述載體優(yōu)選為ZrO₂或Al₂O₃。

所述過渡金屬溶液為Nb或W的過渡金屬氧化物中的一種或幾種或Nb或W的過渡金屬的可溶性鹽中的一種或幾種。

將甘油氫解產(chǎn)物1,2-丙二醇與溶劑水混合成質(zhì)量濃度為10-100％，并以1-3h^-1速度與催化劑在固定床反應(yīng)器上，以氮氣（流量為10-60mL/min）為保護(hù)氣，常壓下200-350℃反應(yīng)8h，制備正丙醇。

本發(fā)明所具有的優(yōu)點：采用本發(fā)明的方法所得催化劑廉價易制備，常壓進(jìn)行反應(yīng)，不需要氫氣源，反應(yīng)操作容易；1,2-丙二醇轉(zhuǎn)化率大于86％，選擇性大于45％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的1,2-丙二醇脫水、氫轉(zhuǎn)移耦合制備正丙醇的反應(yīng)進(jìn)程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。

實施例1

催化劑A的制備過程如下：以干燥后的γ-Al₂O₃為載體，以等體積浸漬法加入一定量的偏鎢酸銨溶液（偏鎢酸銨所含W的質(zhì)量約為載體的30％），浸漬24h，轉(zhuǎn)移至110℃的烘箱中干燥24h，600℃焙燒4h后制備催化劑樣品。

實施例2