[发明专利]制乙二醇的催化剂组合物

说明书

本发明涉及一种制乙二醇的催化剂组合物，主要解决现有技术中生物质制乙二醇催化剂效率较低的问题。本发明通过采用一种催化剂组合物，包含金属催化剂I和介孔固体酸催化剂II，其中催化剂II平均孔径为2.1‑15.0nm的技术方案，本发明中所使用的催化剂组合物较好的解决该问题，可应用于生物质制乙二醇的领域。

技术领域

本发明涉及生物质利用领域，主要涉及一种制乙二醇的催化剂组合物。

背景技术

乙二醇是一种重要的基本有机原料，主要用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、机动车防冻液、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、增塑剂等，用途十分广泛。

目前乙二醇工业生产采用的技术路线包括石油原料路线和煤制乙二醇路线。这两条路线都依赖于化石资源，但是化石资源存储量有限，是不可再生的。随着化石资源的枯竭，急需寻找一条生产乙二醇的可持续路线作为现有路线的补充。相比于其他的可再生的能源，比如风能、核能等，生物质是唯一一种可以为人类提供化学品的可再生有机碳源。利用生物质来生产乙二醇，可增加乙二醇的产量，减少对外的依存度，同时还具有原料资源丰富、工艺路线灵活、节能减排等优点。因此，开发催化生物质原料转化为乙二醇的高效催化体系具有重要意义。

生物质原料制乙二醇主要有三条路线；第一条路线生物质发酵制备生物乙醇，乙醇脱水制乙烯，乙烯再经过环氧化和水合制得乙二醇；第二条路线是生物质原料先制得糖类，糖类加氢为糖醇，糖醇再加氢裂解制得乙二醇；第三条路线为生物质原料经过处理后得到纤维素/半纤维素、淀粉或糖类等，而后直接加氢裂解制备乙二醇。第一条路线主要衔接了现有的石油化工工艺，也是目前推广应用最多的路线。相比于经过第二条路线，第三条路线不经过糖醇中间体而直接催化加氢裂解制乙二醇步骤少，同时目标产物乙二醇的选择性更高，同时更高效节能，受到了越来越多的关注。其中纤维素等非食用性的生物质原料的转化制备乙二醇，因为不会与人争粮，是目前研究的焦点。2008年，大连化学物理研究所的科研人员首次报道，利用金属镍促进的碳化钨直接催化纤维素转化为乙二醇(Directcatalytic conversion of cellulose into ethylene glycol using nickel-promotedtungsten carbide catalysts,Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,8510–8513)。CN 101768050A公开了一种生产乙二醇和1,2-丙二醇的方法，该方法是在热水条件下(200-250℃)水解纤维素，通过引入WO₃、负载型的WO₃和Ru/C催化剂一方面提供酸性，促进纤维素水解，另一方面将水解中间产物转化为低碳物质，加氢得到乙二醇和1,2-丙二醇。CN102190562 A公开了一种多羟基化合物制乙二醇的方法，以纤维素、淀粉、半纤维素、蔗糖、葡萄糖、果糖、果聚糖等多羟基化合物为反应原料，以第VIII族过渡金属铁、钴、镍、钌、铑、钯、铱、铂与钨的氧化物、钨酸、含钨酸盐、含钨杂多酸为催化活性组分构成复合催化剂，在在120-300℃，氢气压力1-13MPa的水热条件下经过一步催化转化过程，实现了多羟基化合物高效、高选择性、高收率制备乙二醇。

我们研究发现，在利用生物质原料制乙二醇的过程中，使用金属催化剂和介孔固体酸催化剂，既提高了生物质制乙二醇的催化效率，又保证了优异的循环反应性能；同时对反应设备要求低，是绿色、低碳的新催化体系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中生物质催化转化制乙二醇的效率较低，提供一种制乙二醇的催化剂组合物。本发明要解决的技术问题之二，是提供一种与解决技术问题之一相对应催化剂的制备方法。本发明要解决的技术问题之三，是采用与解决技术问题之一相对应的催化剂组合物用于生物质制乙二醇的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种制乙二醇的催化剂组合物，包含金属催化剂I和介孔固体酸催化剂II，所述催化剂II平均孔径为2.1-15.0nm。