[发明专利]一种由羟基新戊醛加氢合成新戊二醇的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种由羟基新戊醛加氢合成新戊二醇的催化剂，属于催化剂技术领域。

背景技术

新戊二醇是一种重要的二元醇，具有良好的化学反应性能，可用于生产多种树脂及精细化学品。目前工业上由新戊羟基醛合成新戊二醇主要有甲醛歧化和催化加氢两种方法，其中歧化法以甲醛作还原剂，消耗较多甲醛和液碱，副产大量的甲酸钠，产品质量较差，而且还存在能耗偏高，污染严重等问题；而催化加氢采用固体加氢催化剂，产品易分离，质量高，是制备新戊二醇的一种绿色反应工艺，有很好的经济性和应用前景。

由新戊羟基醛催化加氢制备新戊二醇所采用的加氢催化剂一般有贵金属、镍系和铜系催化剂。贵金属催化剂主要有Pt-Ru-W/C和Ru-Pd/C两种[宁春利，王剑，张猛，施凯敏，张春雷. 羟基新戊醛加氢制新戊二醇催化剂的研究.上海师范大学学报，2009:68-69.]，催化剂成本高；镍系催化剂以雷尼镍或用Mo、Co等改性的催化剂为代表，但活性和稳定性较差，而且制备和处理都比较复杂[CN101993351A，CN102513107B]；铜系催化剂中以铜铬催化剂为主，通常加入Mn或Ba助剂提高醛类加氢的催化活性，虽然在加氢制备新戊二醇的工艺中显示了较好的活性和选择性，但其过程中产生大量的含Cr废水，对环境造成严重污染[US4250337，US4855515]，此外，铜锌催化剂在新戊羟基醛的催化加氢方面也表现出良好的活性和选择性，CN201110187555.8 公开了两段加氢制备NPG，第一加氢反应器中使用铜、锌和铝三种金属元素；第二加氢反应器中使用铜、锌、铝和锰四种金属元素，第一加氢反应的质量空速为0.3-1.5g/gcat/hr，第二加氢反应的质量空速为0.01-0.3g/gcat/hr，但其流程较为复杂。

综上所述，现有的羟基新戊醛催化加氢技术中，其采用的催化剂存在以下问题1）成本高，2）催化剂制备和处理复杂，3）产生含铬废水，4）加氢需分段进行。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种由羟基新戊醛加氢合成新戊二醇的催化剂，在以水为溶剂，80 ^oC的温度和3 MPa 的氢气压力下液相加氢制备新戊二醇，新戊二醇的收率达到96% 以上，催化剂具有成本低、活性高、环境友好、流程短、稳定性好等优点。

一种由羟基新戊醛加氢合成新戊二醇催化剂的组成为：铜3.2% -21.8%，镍3.2% -21.8%，钴或铁0%-3.2%，氧化铝或氧化硅75.0%-90.4%，以上为重量百分比。该催化剂的制备方法为一步沉淀法或浸渍法。一步沉淀法所采用的活性组分前驱体分别为硝酸铜、硝酸镍、硝酸钴或硝酸铁、硝酸铝或正硅酸乙酯，沉淀剂为NaOH、KOH、Na或K的碳酸盐或碳酸氢盐中的一种或两种，反应过程要求pH介于9.5-10.5 之间，反应结束后老化8-24小时；浸渍法是将硝酸铜、硝酸镍、硝酸钴或硝酸铁按所需重量百分比配制的混合水溶液浸渍于所需重量的氧化铝或氧化硅上。两种方法制备得到的样品干燥后焙烧，焙烧温度为400-800 ^oC。将制备的化剂用于羟基新戊醛气相加氢合成新戊二醇反应，以水为溶剂，反应温度为60-140 ^oC，优选80-100 ^oC；氢气压力为2-5 MPa，优选3-4 MPa；催化剂与羟基新戊醛的重量比为1: (2-100)，优选1: (25-50)；羟基新戊醛与溶剂的重量比为1: (10-50)，优选1: (20-40)。

与已有技术相比，本发明的优点如下：催化剂不含贵金属，成本低；不含铬金属，不产生含铬废水，环境友好；能在温和的条件下，以水为溶剂，羟基新戊醛一步加氢得到96%以上新戊二醇的收率，催化剂活性高，稳定性好，加氢工艺流程短。

具体实施方式

应理解，这些实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。

实施例1

本发明的催化剂制备方法如下：