[發明專利]一種粗甘油制備乳酸的方法

在審

• 申請號: 202110790509.0
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113426462A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 金鑫;孟可馨;張廣宇;嚴文娟;由振超;張東培;方天琦;楊朝合;金有海
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C07C51/295;C07C59/08;C07C51/16
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

本發明提供一種粗甘油制備乳酸的方法，包括：以粗甘油為原料,以氧化鈰基氧化物負載的PtCo基橋聯型金屬化合物作為催化劑，在反應溫度160?200℃、反應時間為1?10h,反應器的升溫速率0.5?30℃/min，稀堿液條件下，于惰性氛圍的反應釜中進行粗甘油的催化轉化反應制備乳酸。本發明方法具有反應速率快、反應條件溫和、粗甘油無需精制、轉化率高、選擇性好、工藝簡單安全環保等優點，具有良好的工業化前景。

技術領域

本發明涉及化工材料制備技術領域，尤其涉及一種粗甘油制備乳酸的方法。

背景技術

乳酸是非常重要的化工、醫藥和食品添加劑原料，是非常具有應用前景的甘油升級產品。尤其是在可生物降解材料領域，大力開發可生物降解的聚合物，替代石油基聚合物制品，成為全世界生物資源開發和生物質產業應用的焦點，而聚乳酸是最有可能突破的生物降解聚合物。隨著聚乳酸行業的發展，產能的急劇擴張，急需補充聚合單體乳酸的產能。目前，主要的乳酸生產技術為發酵法，生產過程溫和，但是發酵周期長、基質濃度低、分離和提純復雜，限制了進一步發展。粗甘油是生物柴油煉制過程中的副產物，約占總產量的10％，目前每年大約將產生400萬噸粗甘油，甘油市場嚴重過剩，價格低廉。如果將粗甘油直接轉化為乳酸既為粗甘油找到新出路，提高生物柴油煉制產業的盈利能力，又可以滿足乳酸日益增長的市場需求。

甘油催化轉化法制乳酸有三種途徑：一是熱堿液法，在高溫條件下，濃堿催化轉化甘油高選擇性的制備乳酸，此方法溫度較高(300℃)，濃堿液對設備要求苛刻，投資高且對環境污染比較嚴重；二是選擇性氧化甘油制乳酸，此法反應溫度較低，但是仍需要高濃堿液參與反應，且選擇性較低；三是選擇性脫氫制乳酸，此方法因為堿用量少，反應溫度較低(140-200℃)，副產氫氣，選擇性高而得到人們青睞。目前，甘油脫氫制乳酸主要采用貴金屬催化劑，已報道的用于甘油氫解的貴金屬主要包括Pt、Ir、Ru等，但是，該方法脫氫效果不佳，因此，急需開發一種高效的粗甘油轉化制乳酸的技術。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種粗甘油制備乳酸的方法。

一種粗甘油制備乳酸的方法，包括：以粗甘油為原料,以氧化鈰基氧化物負載的PtCo基橋聯型金屬化合物作為催化劑，在反應溫度160-200℃、反應時間為1-10h,反應器的升溫速率0.5-30℃/min，稀堿液條件下，于惰性氛圍的反應釜中進行粗甘油的催化轉化反應制備乳酸。

進一步地，如上所述的方法，所述催化劑的制備方法包括以下步驟：

步驟1：將H₂PtC_l6·6H₂O和Co(NO₃)₂·6H₂O溶解于50mL去離子水中，超聲溶解，記為溶液A；

步驟2：配置0.25mol/L的Na₂CO₃水溶液，記為溶液B；

步驟3：將1g載體CeO₂超聲分散到50mL去離子水中，記為濁液C；

步驟4：將100mL 0.013mol/L的NaBH₄水溶液，記為D；

步驟5：將燒杯C置于攪拌臺上，放入磁子開啟攪拌后插入pH計電極，然后向C中逐滴加入溶液A，同時用溶液B控制濁液C中pH值9，直至溶液A全部滴盡；

步驟6：20℃至200℃下持續攪拌0.1-12h后，向濁液C中逐滴緩慢滴加溶液D對催化劑進行還原，一定溫度下持續攪拌10h后，對濁液進行過濾并用大量去離子水洗滌3-4:次，然后將固體樣品置于干燥箱中，在70℃條件下干燥。

進一步地，如上所述的方法，所述氧化鈰基氧化物中的氧化物為：氧化鐵、氧化銅、氧化鎂、氧化鈷、氧化硅、氧化鈦或氧化鋁中的一種或兩種；所述氧化鈰與氧化物的質量為0.1/100-100/0.1。