[發明專利]一種生物質制備戊二醇的催化劑，及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710164113.9
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN108620122A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 陳愛兵;于奕峰;樊冬娜
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: B01J29/46
• 分類號: B01J29/46;B01J23/89;C07C29/17;C07C31/20;C07C29/141
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;黃威

本發明涉及一種負載型鉑?鈷催化劑及其制備方法，以及使用該負載型催化劑用于由生物質及生物質衍生物制備戊二醇的方法。所述負載型鉑?鈷催化劑中鉑/鈷以不同的含量負載于載體上，兩種金屬鉑:鈷的重量比例在1:20?10:1之間，所述載體可以為酸性分子篩，活性炭、ZrO₂、Nb₂O₅或Al₂O₃等中的至少一種。本發明的催化劑制備工藝簡單，應用本發明的催化劑的由生物質及其衍生物制備戊二醇醇的方法可以高選擇性的制備1,2?戊二醇或者1,5?戊二醇，與傳統的路線相比，該方法具有原料可再生、反應過程綠色等顯著優點，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種催化生物質加氫制備精細化學品戊二醇的催化劑及其制備方法方法，特別涉及一種多活性組分催化劑，該催化劑可以有效催化生物質及其衍生物選擇性加氫制備1,2-戊二醇和1,5-戊二醇。

背景技術

1,2-戊二醇和1,5-戊二醇是重要的化工原料。1,2-戊二醇是殺菌劑丙環唑的關鍵中間體，近年來隨著該殺菌劑應用的逐步推廣，1,2-戊二醇的需求量逐年提高。同時，1,2-戊二醇是性能優異的化妝品添加劑。1,2-戊二醇作為化妝品添加劑有保濕、潤滑、抑菌、防腐、生物兼容性好等諸多優點。1,5-戊二醇是一種應用廣泛的化工產品，既可單獨使用，也可以用作生產化學中間體。1,5-戊二醇可直接作為切削泊、洗滌劑、潤濕劑和特殊溶劑使用，也可用作生產新型聚醋、涂料、粘合劑、密封劑、增塑劑等的原料，其在合成聚酯方面具有較大的應用前景。

1,2-戊二醇國內尚無大規模生產，主要原因是石油加工行業的C5餾分一般作為燃料利用，經過精餾分離能作為原料的1-戊烯或它的深加工品1,2-環氧戊烷的生產幾乎為空白。生產中用到的1,2-戊二醇原料，大都依賴進口。現有的文獻報道的石油基原料合成工藝主要有如下的方法：(1)正戊酸法：以正戊酸為原料，經過溴代、水解和還原反應制得1,2-戊二醇。(2)正戊醇法：正戊醇脫水→1-戊烯→1-環氧戊烷→1,2-戊二醇。(3)1,2-環氧戊烷法：通過1,2-環氧戊烷的甲酸溶液水解得到1,2-戊二醇。原料1,2-環氧戊烷是1-戊烯氧化加工得到的產品，也可以說是1-戊烯法。美國專利US4479021公開了以正戊烯、甲酸和雙氧水為原料，來制備1,2-戊二醇，但是操作過程中會產生過氧乙酸，具有一定的安全風險，中國專利CN1552684A也利用了類似的方法；美國專利US4605795公開了在苯溶劑中，采用戊烯和過丙酸環氧化制得1-氧化戊烯，再皂化得到1,2-戊二醇工藝，但是該溶劑對環境污染較大。

1,5-戊二醇的合成方法主要包括：(1)以四氫糠醇作為原料直接氫化開環制備1,5-戊二醇，壓力范圍在8MPa-42MPa，溫度在120℃-330℃，該方法反應溫度高，設備投資大，操作難度也高；(2)以環戊二烯光氧化制取環氧戊烯醇，然后在70-100℃和約6MPa壓力下加氫制得1,5-戊二醇，但環戊二烯光氧化制備效率低，使得經濟性不高；(3)首先采用戊二酸為原料制備1,5-戊二酸甲醋，然后在銅鋅鋁催化劑作用下于150-350℃和3-5MPa下加氫制備1,5-戊二醇，轉化率大于95％，1,5-戊二醇選擇性大于95％(中國專利CN1565728)，但是該工藝流程比較長，而且戊二酸成本比較高；(4)以取代的乙烯基乙醛和取代的丙烯醇反應，生成取代的3,4-二氫吡喃，然后經過催化水解制取戊二醛，之后加氫生成取代的戊二醇(中國專利CNI072168A，催化劑采用的是雷尼鎳、改性雷尼鎳、負載鉑、鈀或鎳的氧化鋁。該方法技術路線長，成本較高。(5)采用Ru為活性組分負載型催化劑，以1,5-戊二醛為原料，在較為溫和的反應條件下，60-120℃，2MPa-8MPa，加氫制備1,5-戊二醇，轉化率和選擇性高，但該技術所用的原料成本較高。