[發明專利]用于生物質制備乙二醇的催化劑

有效

• 申請號: 201811201452.0
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN111054337B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 賈玉慶;孫清;繆長喜;張新玉;張磊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J23/652
• 分類號: B01J23/652;B01J23/888;B01J23/656;B01J23/89;C07C31/20;C07C29/00
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本發明涉及一種用于生物質制備乙二醇的催化劑，主要解決現有技術中制備生物質基乙二醇效率較低的問題。本發明的通過采用一種多組分催化體系，包含負載型金屬催化劑I和載體為氧化物固體酸的負載型三氧化鎢催化劑II，其中氧化物固體酸選自第VB族中的至少一種元素的氧化物，本發明中所使用的多組分催化劑可較好的解決該問題，能實現生物質到乙二醇的較高效轉化，可應用于生物質制備乙二醇的領域。

技術領域

本發明涉及生物質利用領域，主要涉及一種用于生物質制備乙二醇的催化劑。

背景技術

乙二醇是一種重要的基本有機原料，主要用于生產聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、機動車防凍液、不飽和聚酯樹脂、非離子表面活性劑、增塑劑等，用途十分廣泛。

目前乙二醇工業生產采用的技術路線包括石油原料路線和煤制乙二醇路線。石油原料路線由石油基乙烯原料環氧化制得環氧乙烷，然后環氧乙烷經水合得到乙二醇產品。煤制乙二醇路線中煤首先氣化為合成氣后再氣相偶聯合成草酸二甲酯，然后草酸二甲酯加氫制得乙二醇產品。這兩條路線都依賴于化石資源，但是化石資源存儲量有限，是不可再生的，需要尋找一條可替代的路線來生產乙二醇。其中，生物質是唯一一種可以替代化石原料為人類提供化學品的可再生資源。利用生物質來生產乙二醇的路線，可增加乙二醇的產量同時這路線具有原料資源豐富、工藝路線靈活、節能減排等優勢。因此，開發能高效催化生物質原料轉化為乙二醇的催化體系具有重要意義。

生物質原料制乙二醇有多種路線，相比于經過糖醇中間體的路線，纖維素/半纖維素、淀粉、糖類等直接催化加氫裂解反應制乙二醇的路線更簡單同時乙二醇選擇性更高；其中纖維素等非食用性的生物質原料的轉化制備乙二醇，因為不會與人爭糧，是目前研究的焦點。2008年，大連化學物理研究所的科研人員首次報道，利用金屬鎳促進的碳化鎢直接催化纖維素轉化為乙二醇(Direct catalytic conversion of cellulose into ethyleneglycol using nickel-promoted tungsten carbide catalysts,Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,8510–8513)。CN101723802A公開了一種纖維素制乙二醇的方法，以纖維素為反應原料，以第VIII族過渡金屬鐵、鈷、鎳、釕、銠、鈀、銥、鉑與鉬、鎢的金屬態、碳化物、氮化物和磷化物為催化活性組分構成多金屬催化劑，在120-300℃，氫氣壓力1-12MPa的水熱條件下經過一步催化轉化過程，實現了纖維素高效、高選擇性、高收率制備乙二醇。CN 101768050 A公開了一種生產乙二醇和1,2-丙二醇的方法，該方法是在熱水條件下(200-250℃)水解纖維素，通過引入WO₃、負載型的WO₃和Ru/C催化劑一方面提供酸性，促進纖維素水解，另一方面將水解中間產物轉化為低碳物質，加氫得到乙二醇和1,2-丙二醇。

我們研究發現，在制備生物質基乙二醇的過程中，使用負載型金屬催化劑和第VB族元素的氧化物負載的三氧化鎢催化劑，既提高了生物質的轉化效率，又能實現催化劑的循環再利用；同時對反應設備要求低，是綠色、低碳、環保的新方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是現有技術中生物質催化轉化乙二醇效率較低，提供一種用于制備生物質基乙二醇的多組分催化劑。本發明要解決的技術問題之二，是提供一種與解決技術問題之一相對應催化劑的制備方法。本發明要解決的技術問題之三，是采用與解決技術問題之一相對應的催化劑來用于生物質制備乙二醇的方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種用于生物質制備乙二醇的催化劑，包含負載型金屬催化劑I和載體為氧化物固體酸的負載型三氧化鎢催化劑II，其中氧化物固體酸選自第VB族中的至少一種元素的氧化物；以重量比計，反應中所使用的催化劑I中金屬含量與催化劑II中三氧化鎢的含量比在0.0001-1000范圍之間。