[发明专利]一种甘油水溶液加氢制1,3-丙二醇的催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种甘油水溶液加氢制备1,3‑丙二醇的催化剂及1,3‑丙二醇的制备方法，催化剂包括分子筛、负载在所述的分子筛上的Pt、X和W，其中，X为Mo和/或Co。1,3‐丙二醇的制备方法为将质量百分比浓度为10％～60％的甘油水溶液，在上述催化剂的存在下，在反应温度为130～200℃，通入氢气使压力控制在1～6MPa，空速为0.1～5h^‐1，反应生成1,3‐丙二醇。本发明催化剂的稳定性高，适用于甘油水溶液加氢制备1,3‑丙二醇，采用本发明的方法制备1,3‑丙二醇，原料易得，反应条件温和，反应温度，仅需要水作为溶剂，1,3‑丙二醇的生成速率高，符合绿色化工要求，具有极大的市场价值和工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种甘油水溶液加氢制备1,3-丙二醇的催化剂及催化剂的制备方法。

背景技术

世界各地的生物柴油生产能力的快速扩张，引起副产甘油的产能过剩。从而使甘油成为极具价格吸引力的原材料。

1,3-丙二醇是一种重要的化工原料，以其为单体合成的聚酯纤维对苯二甲酸丙二酯 (PTT)，兼具聚对苯二甲酸乙二酯酯(PET)的高性能和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)易加工性，在生产增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂等领域中具有广阔的应用前景。

目前，1,3-丙二醇的制备方法主要有：环氧乙烷法、丙烯醛水合法、微生物发酵法和甘油加氢催化转化法。环氧乙烷法和丙烯醛水合法都需两步反应制备1,3-丙二醇，反应工艺繁琐，设备要求高，操作条件苛刻；而微生物发酵法产物浓度低，分离步骤繁琐，生物酶寿命短、对工艺要求严格；因此，以甘油为原料的直接加氢催化转化的工艺最为简单。

中国专利CN96198050.8公开了一种环氧乙烷羰基化加氢生成1,3丙二醇的方法，和合成气在催化剂存在下与环氧乙烷反应生成3-羟基丙醛，3-羟基丙醛与氢气在催化剂的作用下，反应生成1,3-丙二醇。中国专利CN93114516.3公开了一种丙烯酸水合加氢法生成1,3-丙二醇的技术，首先甘油在催化剂作用下脱水生成丙烯醛，丙烯醛经水合反应生成3-羟基丙醛，3- 羟基丙醛与氢气在催化作用下，反应生成1,3-丙二醇。这两种方法工艺繁琐且反应条件苛刻，存在较大的环境污染问题。

文献(Appl.Microbiol.Biothechnol.1995,16,79-80)报道了一种甘油可以由枸橼酸杆菌属,克雷伯氏菌和梭状芽胞杆菌菌株转化生成1,3-丙二醇的方法。但该方法生产效率较低。

中国专利200810224899.X及201010262066.X中的溶剂均采用复合溶剂1，3-二甲基-2- 咪唑啉酮-水或醇类-水混合物，溶剂回收较为复杂。

中国专利200910237839.6采用Pt、W、高熔点氧化物或其前驱物，载体包括了ZrO₂或TiO ₂。但是其1,3-丙二醇的收率均未超过6％。

发明内容

本发明的目的是提供一种甘油水溶液加氢制备1,3-丙二醇的催化剂，利用该催化剂制备 1,3-丙二醇时，反应条件温和，反应稳定，溶剂仅为水。

本发明的另一个目的是提供上述催化剂的制备方法。

本发明的第三个目的是提供利用上述催化剂制备1,3-丙二醇的方法，该方法制备1,3-丙二醇的生成速率高。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的一个目的是提供一种甘油水溶液加氢制备1,3-丙二醇的催化剂，所述的催化剂包括分子筛，所述的催化剂还包括负载在所述的分子筛上的Pt、X和W，其中，X为Mo和/ 或Co。

优选地，所述的X的质量为所述的催化剂总质量的0.1～5％。

进一步优选地，所述的X的质量为所述的催化剂总质量的0.1～3％。