[发明专利]一种加氢生产新戊二醇的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢生产新戊二醇的催化剂，属于催化剂领域。

背景技术

新戊二醇（2，2-二甲基-1，3-丙二醇，俗称NPG）具有典型的对称分子结构，每分子新戊二醇在两个对称端上都具有伯醇羟基，这使得该物质具有良好的反应性，易于进行酯化、氧化、缩合等多种化学反应。新戊二醇主要用于生产不饱和树脂、聚酯粉末涂料、无油醇酸树脂、聚氨脂泡沫塑料、合成增塑剂、表面活性剂、绝缘材料、印刷油墨和阻聚剂等，应用范围广泛。

新戊二醇在工业上通常由歧化法和缩合加氢法制备。歧化法是利用强碱性催化剂使异丁醛与甲醛水溶液发生醇醛缩合反应生成羟基新戊醛（俗称HPA），羟基新戊醛再与过量的甲醛在强碱性条件下发生反应生成新戊二醇，同时，甲醛被氧化生成甲酸，甲酸进一步与碱中和生成甲酸盐，反应混合物经脱盐、精制得合格产品。这种方法的缺点是大量副产物甲酸盐的存在使得产品分离、精制的过程变得复杂。

缩合加氢法为在胺催化下使甲醛和异丁醛反应得到羟基新戊醛，然后进一步加氢，得到最终产物新戊二醇。由于该方法的副产物少，因此在国际上已逐渐取代歧化法成为生产新戊二醇的主要方法。随着缩合加氢制备新戊二醇方法广泛使用，各种加氢催化剂的研制也得到了发展，中国文献CN101993351A公开了一种使用活性镍催化剂催化羟基新戊醛加氢制备新戊二醇的方法，具体包括如下步骤（1）使用活性镍催化剂在60-80℃和1-5MPa下，在有机溶剂存在下，对羟基新戊醛进行加氢，得到氢化产物；（2）氢化产物再使用无机碱进行皂化，得到新戊二醇粗产品；（3）对得到的新戊二醇粗产品进行精制，得到高纯度的新戊二醇。该制备方法的步骤（1）中所采用的羟基新戊醛是由甲醛和异丁醛在叔胺催化剂作用下经缩合反应得到的，缩合反应后，不采用任何进一步的分离措施，将反应混合物直接用于加氢反应制备新戊二醇。由于所采用的羟基新戊醛没有经过分离提纯，所以羟基新戊醛中含有有机酸副产物、有机酸盐副产物以及叔胺催化剂中的一种或多种。含有上述有机酸副产物、有机酸盐副产物或叔胺催化剂的羟基新戊醛在活性镍催化剂作用下，在60-80℃和1-5MPa条件下进行加氢反应，生成新戊二醇以及新戊二醇有机酸酯副产物。在步骤（2）中，对加氢反应后的产物在无机碱条件下进行皂化处理，使新戊二醇有机酸酯副产物在碱性条件下水解为新戊二醇和相应的酸。上述技术中所使用的加氢催化剂对新戊二醇的选择性低，在反应过程中生成大量的新戊二醇有机酸酯副产物，虽然通过皂化处理可以使新戊二醇有机酸酯水解生成相应的酸和反应希望生成的新戊二醇，但新戊二醇的产率仍然很低，导致新戊二醇的产品纯度低；同时，对反应产物额外进行皂化处理也增加了工艺的复杂程度，提高了产品的成本，但迄今为止现有技术中的羟基新戊醛加氢催化剂还无法实现在加氢的同时使副产物分解。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的加氢催化剂对新戊二醇的选择性低，产品的纯度低，而且通过皂化处理新戊二醇有机酸酯副产物增加了新戊二醇生产工艺的复杂度，提高了产品的成本，进而提供一种对新戊二醇的选择性高，并且能够使羟基新戊醛的催化加氢与副产物酯类物质的氢解同时进行的加氢生产新戊二醇的催化剂。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种加氢生产新戊二醇的催化剂，由活性组分和载体组成，所述活性组分至少包括氧化铜和氧化镧，所述载体为含二氧化硅的载体，所述含二氧化硅的载体由比表面积为80-300m²/g含二氧化硅的材料经干燥和焙烧制得。

所述氧化铜的含量为40-60wt%，所述氧化镧的含量为2-5wt%，所述含二氧化硅的载体含量为35-58wt%。

所述含二氧化硅的材料为硅胶、白炭黑、全硅分子筛或硅藻土。

所述催化剂的比表面积为60-180m²/g。

所述干燥的温度为90-120℃，干燥时间为10-30小时；所述焙烧的温度为400-650℃，焙烧时间为9-12小时。

所述催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将比表面积为80-300m²/g的含二氧化硅的材料、可溶性的铜盐和镧盐加水在一定温度下混合均匀，或者先将比表面积为80-300m²/g的含二氧化硅的材料与水在一定温度下混合均匀，再继续加入可溶性的铜盐和镧盐混合均匀；

（2）在一定温度下，向上述混合物中加入沉淀剂进行反应，直至pH值达到8-13，再在一定温度下进行老化，得到反应产物；

（3）将反应产物过滤、洗涤、干燥和焙烧后得到催化剂。