[发明专利]丙二醇的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及以甘油为原料的丙二醇的制造方法。

背景技术

近年，作为抑制地球温室化的对策之一，一直在开发被称作生物柴油的柴油发动机用燃料，所述生物柴油以植物和/或动物油脂作为原料。在生物柴油的制造过程中，会副产生成相对于原料油脂约10％左右的甘油，而人们也正在积极地研究该甘油的有效利用。

另一方面，丙二醇为甘油的1位的羟基转换为氢的化合物，由于对生物的毒性低，且无味无臭，因此作为保湿剂、润滑剂、乳化剂、防冻液、溶剂等而广泛地应用于药品、化妆品、食品等领域中。通常，丙二醇通过如下方法制造：将由被称为化石原料的石油衍生的丙烯进行氧化，从而制成环氧丙烷，其后，将其水合。

此处，关于前述的甘油的有效利用，已知有通过使用铜催化剂将甘油转换为丙二醇。具体来讲，公开有如下方法：在含有氧化铜和氧化锌的催化剂的存在下，使甘油和氢反应而转换为丙二醇和乙二醇(例如，参照专利文献1)。

在前述公开中，只不过公开了铜和锌的原子比(铜/锌)为0.2～6之间的催化剂，而没有详细公开该催化剂的制造条件等。另外，由于催化活性也低，因此，催化剂填充层的每单位体积和单位时间的丙二醇的收率(以下，有时称为“空时收率”。)亦不充分。

另外，虽然公开有在含有铜和锌的催化剂的存在下使甘油和氢反应而转换为丙二醇的方法(例如，参照专利文献2)，但是没有涉及催化剂的详细记载。

此外，有人公开了如下方法：在催化剂的存在下，使甘油和氢反应而转换为丙二醇，该催化剂是通过使硝酸铜和硝酸锌与尿素反应制成催化剂后，在110℃干燥3小时，接着在300℃烧成3小时而得到的物质(例如，参照非专利文献1)。

专利文献1：美国专利第5214219号说明书

专利文献2：德国公开专利第4302464号说明书

非专利文献1：キヤタリシスレタ一ズ(Catalysis Letters：催化快报)，117卷，62页，2007年

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于提供一种丙二醇的制造方法，其以甘油作为原料，催化活性高，且催化剂填充层的每单位体积和单位时间的丙二醇的收率高。

解决课题的技术方案

本发明人等为了解决上述课题，对在以甘油为原料的丙二醇的制造中使用的、含有铜和氧化铜中的至少一方以及氧化锌的催化剂，进行了深入研究，着眼点在于氢还原后的X射线衍射测定中的铜的峰与氧化锌的峰相分离这一点上，结果发现，通过使用可获得特定的X射线衍射光谱的、含有铜和氧化铜中的至少一方以及氧化锌的催化剂，可解决上述课题，从而完成本发明。

即，本发明的第1实施方式为丙二醇的制造方法，其包含如下工序，即，在包含含有铜和氧化铜中的至少一方的第1成分、以及含有氧化锌的第2成分的催化剂的存在下，对甘油进行催化加氢从而获得丙二醇的工序，其中，前述催化剂为如下催化剂：该催化剂在氢存在下在180℃～230℃进行还原后，在以CuKα作为射线源的X射线衍射图形中的、在衍射角(2θ±0.2°)为43.1°的位置处具有峰顶的峰的半值宽度为0.4～1.1的范围。

就前述催化剂而言，前述第1成分和第2成分的重量比((铜和氧化铜的合计重量)/(氧化锌的重量))优选为30/70～70/30的范围，更优选为40/60～60/40。

另外，就前述催化剂而言，还优选进一步含有除铜、氧化铜和氧化锌以外的第3成分，更优选前述第3成分的含量为25重量％以下，进一步优选前述第3成分为选自二氧化硅、氧化铁和氧化镁中的至少1种。

另外，还优选前述催化剂是，在烧成温度为400℃～500℃、烧成时间为2.5小时～6小时的条件下进行了烧成处理的催化剂。

进一步，前述对甘油的催化加氢，优选在反应压力为2～30MPa的范围、反应温度为150～250℃的范围进行，更优选在反应压力为2～30MPa的范围、反应温度为180～220℃的范围进行。

发明效果

本发明可提供一种丙二醇的制造方法，其以甘油作为原料，催化活性高，且催化剂填充层的每单位体积和单位时间的丙二醇的收率(以下，有时称为“空时收率”。)高。其结果，转化率、选择率皆良好，丙二醇的空时收率高，因此，在工业生产时能高效地生产丙二醇。另外，可实现设备的最小化，并减少反应后的纯化负担。

具体实施方式

以下，关于本发明进行详细说明。