[发明专利]用于羟基丙酮加氢制备1,2-丙二醇的催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于羟基丙酮加氢制备1，2-丙二醇的催化剂，其制备方法以及该催化剂在羟基丙酮加氢制备1，2-丙二醇反应中的应用。 

背景技术

随着地球上石油资源的枯竭，可再生能源生物柴油得到大力地发展，其副产品甘油也随之大量增长，给传统甘油市场再来很大的冲击，甘油的价格大大下降。由于传统甘油市场的容量有限，有些生产厂家迫于无奈，只能将甘油直接焚烧。因此，从资源有效利用、环境保护以及经济效益的角度考虑，为甘油寻找新的利用途径意义重大。 

1，2-丙二醇是一种重要的化工原料。其主要用途是制备不饱和聚酯、表面活性剂、增塑剂、乳化剂和破乳剂，另外也广泛用于食品、医药和化妆品工业中，作为吸湿剂、防霉剂、防腐剂、药物载体、抗冻剂、润滑剂和溶剂使用。目前，工业上1，2-丙二醇主要通过石油化工产品环氧丙烷水解制得，工艺复杂、成本较高，而以生产柴油副产物甘油为原料生产1，2-丙二醇则不仅成本低，而且资源丰富，有效地节约了化石原料。 

甘油可以加氢催化生成1，2-丙二醇。从目前来看，国内外的研究大多集中在甘油加氢一步法制备1，2-丙二醇。该方法反应条件比较苛刻，1，2-丙二醇的选择性较低，很难实现大规模工业化生产。Suppes等新近研究了甘油经脱水和加氢两步法制备1，2-丙二醇的新路线，即：甘油通过脱水反应转变为羟基丙酮，羟基丙酮再经加氢反应生成1，2-丙二醇。该方法反应条件温和，副产物少，1，2-丙二醇选择性较高。两步法是目前最有可能实现甘油氢解制1，2-丙二醇反应工业化的生产路线。目前两步法的研究主要集中在第一步上，对于第二步羟基丙酮加氢制备1，2-丙二醇的研究报道很少见。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于羟基丙酮加氢制备1，2-丙二醇的催化剂、其制备方法以及应用。 

本发明的目的是通过如下方式实现的： 

所述催化剂为铜与铬的复合氧化物或钴与铬的复合氧化物，其中Cu/Cr以及Co/Cr的原子比分别为1∶5-5∶1，其中优选为1∶2-2∶1。 

更具体地，所述铜与铬的复合氧化物最好为CuCr₂0₄，所述钴与铬的复合氧化物最好为CoCr₂0₄。 

本发明还提供一种前述催化剂的制备方法，通过溶胶凝胶法制备，具体过程如下：将可溶性的铜盐或钴盐与可溶性的铬盐一起溶解于去离子水中，置于60℃-70℃水浴中，磁力搅拌，得到溶液A；将1-2倍于金属离子总摩尔量的胶溶剂溶解于去离子水中，得到溶液B；然后将溶液B倒入溶液A中，保持60℃-90℃水浴和磁力搅拌，直至出现粘稠状凝胶，将此凝胶置于100℃-120℃恒温干燥箱中干燥2h-3h，然后转移至马弗炉400℃-600℃条件下煅烧2h-3h，得到所述催化剂，所述铜盐与铬盐或钴盐与铬盐的投料比满足Cu/Cr以及Co/Cr的原子比分别为1∶5-5∶1。 

其中所述可溶性的铜盐选自硝酸铜、醋酸铜、硫酸铜和氯化铜中的一种或多种。。 

其中所述可溶性钴盐选自硝酸钴、醋酸钴和氯化钴中的一种或多种。 

其中所述可溶性铬盐选自硝酸铬、醋酸铬和重铬酸铵中的一种或多种。 

所述胶溶剂为柠檬酸、三乙醇胺、溴烷铵等。 

所述铜盐与铬盐或钴盐与铬盐的投料比满足Cu/Cr以及Co/Cr的原子比分别为1∶2-2∶1。 

所述催化剂在使用前需进行氢气氛围下的原位预还原，还原条件为：温度200℃-300℃，氢气压力1MPa-3MPa，以及还原时间3h-5h。 

本申请所述催化剂可用于催化羟基丙酮加氢制备1，2-丙二醇的反应，其中反应条件为：以纯羟基丙酮为原料，温度160℃-240℃，氢气压力1MPa-3MPa，反应时间5-10h，催化剂用量为0.2g/10mL原料-1g/10mL原料。优选反应条件为：温度180℃-200℃，氢气压力2.5MPa-3MPa，反应时间8h，催化剂用量为0.5g/10mL原料-0.8g/10mL原料。 

使用本发明所述的催化剂能够在较温和的条件下催化羟基丙酮加氢生成1，2-丙二醇，大大提高了羟基丙酮的转化率以及1，2-丙二醇的选择率，而且降低了反应压力和温度，降低了生产成本。 

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。本发明可以按发明内容所述方式实施。 

实施例1