[发明专利]一种生产乙二醇和1，2-丙二醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维素生产领域，特别是涉及一种利用纤维素生产乙二醇和1，2-丙二 醇的方法。

背景技术

生物质作为一种广泛存在的可再生资源，被认为是未来可以替代化石资源的能源 和化学品来源。生物质中，纤维素占了主要部分，它的有效转化，是生物质利用的重 要内容，是未来替代化石资源的关键步骤。纤维素是葡萄糖通过糖苷键聚合成的高分 子，将其解聚为小分子量的平台分子，再将它们转化为其他有用的化学品是纤维素转 化的可行途径。

多元醇被视为纤维素转化的一类重要平台分子，目前从纤维素出发合成多元醇的 方法不多，该领域亟待拓宽。已有的方法主要集中在山梨醇和甘露醇等六碳多元醇的 生产上，包括利用无机酸水解纤维素再耦合Ru/C加氢，用固体酸负载Pt、Ru等贵 金属催化剂水解纤维素，用近临界水产生的原位质子酸水解纤维素再耦合Ru/C加氢 等方法。此外，也有从纤维素出发，利用担载的碳化钨(W₂C)和镍(Ni)催化剂得 到乙二醇的方法，但类似的得到低碳(碳数小于六)多元醇的方法非常少，而获得 1，2-丙二醇的报道还未有过。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产乙二醇和1，2-丙二醇的方法。

本发明提供的生产乙二醇和1，2-丙二醇的方法，包括如下步骤：在催化剂的作用 下，将纤维素置于水中进行反应，反应完毕得到所述乙二醇和1，2-丙二醇。

该方法中，所述催化剂由组分A和组分B的组成；所述组分A为活性碳负载的 Ru催化剂(Ru/C)，组分B为WO₃或负载型WO₃。所述活性碳负载的Ru催化剂的 负载量(负载量是指Ru与载体C的质量比)为1-4％，具体可为1％、2％、3％、4％ 或2-4％；所述WO₃为块状WO₃或粉状WO₃；所述负载型WO₃的载体为活性碳、氧 化铝、二氧化硅、二氧化锆、二氧化钛或二氧化铈，所述负载型WO₃的负载量(负 载量是指WO₃与载体的质量比)为0.1％-70％，具体可为0.1-50％、0.5-60％、10-60％、 20-70％、30-60％、1.0-15％、5.0-20％或35-65％，优选0.5-20％和40％-60％；所述纤 维素选自微晶纤维素和天然纤维素中的至少一种。该方法中，所述催化剂的用量为所 述纤维素质量的5-500％，具体可为5-100％、10-200％、100-500％、200-450％、250-400％ 或300-400％；所用水量不限定，能够浸没纤维素和催化剂即可。

上述纤维素与催化剂在水中进行反应的温度为200-270℃，具体可为200-260℃、 210-265℃、230-270℃或240-265℃，优选250℃，反应的时间为0.5-5小时，优选0.5 小时，反应的压强为20-80atm，具体可为20-70atm、30-80atm、40-70atm或50-60atm， 优选80atm。

本发明提供了一种直接从纤维素出发直接水解生产乙二醇和1，2-丙二醇的方法。 该方法是在热水条件下水解纤维素，通过引入WO₃、负载型WO₃和Ru/C催化剂， 一方面提供酸性，促进纤维素酸水解，另一方面将水解的中间产物转化为低碳物质， 加氢得到乙二醇和1，2-丙二醇。本发明提供的方法，工艺简单，反应迅速，高效节能， 易于工业化；不需要加入液体酸，无废酸排放，是一种绿色环保生产方法。该方法对 设备要求低，对设备无腐蚀，投资小；纤维素转化率高，可达到100％，乙二醇的产 率可达到35％，1，2-丙二醇可达到31％，具有重要的应用价值。

具体实施方式

下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例1、水解纤维素生产乙二醇和1，2-丙二醇

将1g微晶纤维素(microcrystalline，购自Alfa Aesar)置于装有足量的水中(40ml) 的100ml反应釜中，加入0.3g负载量为6％的WO₃/C催化剂和0.1g负载量为3％的 Ru/C催化剂，充入H₂，使反应釜中的压力为80atm，加热至240℃，反应30分钟。

按照下述方法，检测纤维素的转化率和乙二醇及1，2-丙二醇的产率：