[发明专利]催化氢解甘油制备低碳数脂肪醇的催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种负载型催化剂，及该催化剂的制备方法，和使用该催化 剂催化氢解甘油制备低碳数脂肪醇的方法，以及该催化剂在甘油催化氢解制 取低碳数脂肪醇反应中的应用。

背景技术

随着生物柴油制备技术的快速发展，作为生物柴油工艺的主要副产品， 甘油的产量也将得到较大的提高。因此，高效充分的利用来源于生物质的甘 油，符合环境友好及可持续发展的趋势和要求，已成为近年来人们关注和研 究的焦点之一。

将甘油经催化氢解制备低碳数脂肪醇是一种能够大量利用甘油的有效方 法。通过该方法氢解甘油可以制备丙二醇、乙二醇、丙醇、乙醇和甲醇，还 可以得到丙酮和丙酮醇等，它们都是重要的化工原料。尤其是1，2-丙二醇和 1，3-丙二醇，更是成为重点的目标产物，因为它们的市场价格远高于甘油的 价格。

US2005/0244312和Appl.Catal.A：Gen.281，(2005)225-231中披露了一 种氢解甘油制备1，2-丙二醇的方法。该方法采用了亚铬酸铜作为催化剂，在 温度为200℃，1.4MPa氢气压力下反应24小时。在该方法中，甘油的转化 率为54.8wt％，1，2-丙二醇的选择性为85％，主要副产物为丙酮醇。该工艺 为间歇式生产工艺，甘油转化率低，反应时间长，操作复杂。

Chaminand等在Green Chem.6，(2004)359-361中描述了一种以提高氢 解甘油所得产物中1，3-丙二醇与1，2-丙二醇比例为目标的间歇式反应工艺。 该工艺方法采用负载型Cu、Pd和Rh金属催化剂，又在反应体系中加入钨 酸，并使用环丁砜等溶剂。该工艺方法需在温度为180℃，8.0MPa氢气压 力下反应168小时。该工艺方法不但条件要求苛刻，而且甘油的转化率 低，最高转化率也仅为32wt％。

WO2007/129560披露将负载型Pt、Pd、Ru和Rh金属催化剂或者与含 钨或钼的酸类配合使用，或者与采用Al₂O₃负载的钨配合使用，在温度为 180℃，3.0-5.5MPa氢气压力下催化氢解甘油，得到主要产物为1，3-丙二 醇，同时得到较多的正丙醇和异丙醇，但该方法甘油转化率仍然较低，最高 为23wt％。

Catal.Commun.6，(2005)645-649披露的方法采用碳负载的Pt、Pd、 Rh和Ru金属催化剂与各种固体酸共同使用，在温度为120-180℃，8.0MPa 氢气压力下反应10hr。在该方法中，甘油转化率最高为40.7wt％，产物主 要为1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、正丙醇和异丙醇。该方法反应条件苛刻，而 且甘油转化率也不高。

CN101054339披露了一种利用甘油制备正丙醇的方法，该方法采用多 种负载型金属催化剂，可以使甘油转化率达到100wt％，正丙醇选择性最高 可以达到96.2％。该方法可以采用间歇式或连续式工艺进行反应，反应温 度为180-360℃，反应压力为1.0-10.0MPa氢气压力，甘油空速为0.5-5.0h^-1， H₂与甘油比例为3∶1-15∶1。