[發(fā)明專利]一種糠醇液相催化加氫制1,5-戊二醇的催化劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210354918.7
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102872897A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施陽;李明時;魯墨弘;張偉
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: B01J29/12
• 分類號: B01J29/12;C07C31/20;C07C29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)、精細(xì)化工領(lǐng)域，具體說是涉及到一種分子篩為載體的負(fù)載鉑催化劑的制備以及1,5-戊二醇的合成方法。

背景技術(shù)

1,5-戊二醇是一種線性二元醇，作為重要的化工中間體廣泛應(yīng)用于制造涂料、聚酯、香料、聚氨酯、增塑劑以及噴墨油墨或墨水等產(chǎn)品。

1,5-戊二醇作為化工中間體所開發(fā)的產(chǎn)品性能優(yōu)異、用途廣泛，因此世界各國正在大力開發(fā)制備1,5-戊二醇的技術(shù)。特別是隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的日益重視，以l,5-戊二醇為原料生產(chǎn)的聚酯熱熔膠、聚酯膠黏劑等環(huán)保型產(chǎn)品更加受到人們的青睞。

1,5-戊二醇的傳統(tǒng)制備方法為將四氫糠醇制成二氫吡喃，隨后水合得到5-羥基戊醛，300~330℃、22~42MPa下催化加氫還原得到1,5-戊二醇。該方法需要在高溫高壓下進(jìn)行，反應(yīng)條件極為苛刻，開發(fā)工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)受到很大限制。Adkins和Connor[H.Adkins?and?R.Connor,J.Am.Chem.Soc.,1931,53,1091.]研究了以亞鉻酸銅為催化劑，在175℃、10~15MPa下，直接催化氫化糠醇獲得了較好的轉(zhuǎn)化率，但只獲得了30%的1,5-戊二醇，并且反應(yīng)條件較苛刻，對設(shè)備要求較高。美國聯(lián)合碳化化學(xué)品及塑料技術(shù)公司申請了一種三步法制備1,5-戊二醇及其衍生物的方法：首先，在壓力0.1~7.5MPa、溫度200~260℃下，乙烯醚與取代或未取代丙烯醛反應(yīng)1~48h，得到取代或未取代的3,4-二氫吡喃；其次，在壓力0.1~1MPa、溫度60~120℃下二氫吡喃進(jìn)行無機(jī)酸催化反應(yīng)，得到取代或未取代的戊二醛；最后，在壓力1~7.5MPa、溫度90~150℃下，以銅鉻或鎳為催化劑，催化加氫戊二醛制得最終產(chǎn)物1,5-戊二醇及其衍生物[美國聯(lián)合碳化化學(xué)品及塑料技術(shù)公司.取代的1,5-戊二醇及制備方法[P].CN:1072168A,1993.]。該方法的優(yōu)點(diǎn)是副產(chǎn)物少、安全性好，缺點(diǎn)是具有復(fù)雜的工藝操作條件、較低的目的產(chǎn)物收率、價(jià)格高昂且不豐富的原料資源，因而只適合小批量的生產(chǎn)。日本筑波大學(xué)Shuichi?Koso[S.Koso,I.Furikado,A.Shimao,T.Miyazawa,K.Kunimori,K.Tomishige,Chem.Commun.,2009,2035~2037.]等開發(fā)了四氫糠醇加氫制備1,5-戊二醇的技術(shù)，以Rh-ReO_x/SiO₂為催化劑，在溫度120℃、壓力8MPa下，催化氫化24h后，轉(zhuǎn)化率達(dá)到96.2%，1,5-戊二醇選擇性為80.1%，收率可達(dá)到77%。該方法轉(zhuǎn)化率與選擇性都達(dá)到較好水平，缺點(diǎn)是反應(yīng)壓力較高、反應(yīng)條件苛刻、催化劑昂貴。李民等[李民，黃集鉞，等.1,5-戊二酸二甲酯加氫制備1,5-戊二醇的工藝條件[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2007,25(4),310~312.]研究了1,5-戊二酸二甲酯加氫制備1,5-戊二醇的工藝條件。在小型固定床反應(yīng)裝置上，反應(yīng)溫度為215℃，反應(yīng)壓力為5.0MPa，LHSV為0.38h^-1，氫酯摩爾比為96.0，此條件下，其加氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性分別為98.7%和97.7%。雖然該工藝達(dá)到了較好的選擇性與轉(zhuǎn)化率，但該工藝的原料成本高。華東理工大學(xué)Wenjie?Xu[W.J.Xu,H.F.Wang,X.H.Liu,J.W.Ren,Y.Q.Wang?and?G.Z.Lu,Chem.Commun.,2011,47,3924~3926.]等使用Pt/Co₂AlO₄為催化劑，在溫和條件下催化糠醇加氫制備1,5-戊二醇，1.5MPa下1,5-戊二醇的收率可達(dá)到35%左右，這是目前為止低壓下所報(bào)告的最高收率。此工藝條件與Shuichi?Koso等所開發(fā)的工藝條件相比，大大降低了反應(yīng)壓力，改善了工藝條件，缺點(diǎn)是溫和條件下目的產(chǎn)物的收率不高。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本研究開發(fā)了在溫和條件下催化糠醇加氫制備1,5-戊二醇的工藝技術(shù)，簡化了工藝步驟同時提高了目標(biāo)產(chǎn)物的收率，為糠醇催化加氫制備1,5-戊二醇奠定了一定的工業(yè)基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)中制備1,5-戊二醇收率低，反應(yīng)條件苛刻的不足，提供一種糠醇液相催化加氫制1,5-戊二醇的催化劑及其制備方法與應(yīng)用。