[发明专利]甘油制备1,2-丙二醇的系统和方法

说明书

提供一种由甘油制备1,2‑丙二醇的系统，包括：原料混合单元，用于将甘油水溶液和氢气混合；加氢单元，用于甘油的加氢反应；分离单元，用于分离加氢单元产生的产物；以及回收单元，用于回收经产物分离单元分离得到的成品；其中，加氢单元包括催化剂，催化剂包括载体和活性组分，载体为锰的氧化物或锰氧化物分子筛，活性组分包括第一活性组分和第二活性组分，第一活性组分为第VIII族金属中的一种或多种，第二活性组分为W、Cu、Zn、Ni、Fe中的一种或多种的氧化物。还提供一种由甘油制备1,2‑丙二醇的方法。本发明在选定的系统中采用具体的催化剂，氢气与甘油均为一次通过流程，同时催化剂在高空速下的仍保持甘油完全转化，1,2‑丙二醇选择性高。

技术领域

本发明属于有机化学合成技术领域，具体涉及甘油制备1,2-丙二醇的系统和方法。

背景技术

甘油是生产生物柴油的主要副产物。目前，市场上的甘油主要来自生物柴油和油脂工业。随着生物柴油产量的不断升高，目前甘油市场基本饱和，供应量明显过剩，这使甘油的价格一直稳定在低位。丙二醇(PG)主要用来生产涂料和不饱和聚酯树脂(UPR)，此外用作防冻剂，替代乙二醇用于防冻飞行器及在食品中作冷却剂等。另外还有大量丙二醇用于生产增塑剂和液压制动液，它还可用于非离子洗涤剂及在药物、化妆品、动物食品、烟草工业中作为保湿剂，丙二醇还是良好的溶剂，可用于油墨和环氧树脂等方面。

常见丙二醇生产技术大约有5种：环氧丙烷直接水合法、环氧丙烷间接水合法、丙烯直接催化氧化法、生物化工法、碳酸二甲酯(DMC)-丙二醇联产法。

近年来由于甘油低廉的价格优势，采用甘油直接氢解制丙二醇成为新的研究方向。但甘油直接氢解制1,2-丙二醇的生产工艺尚未应用于工业化生产中，主要是由于甘油氢解反应对能耗以及设备要求相对较高、1,2-PDO分离难度大、单程转化率低，工业上需要将反应后的物料原料与产物分离，将未反应甘油重新打循环，导致反应的能耗高、费用昂贵。因此，开发一种避免甘油重复打入循环、能耗低、成本低的甘油制备1,2-丙二醇的系统和方法具有非常现实的意义。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供一种甘油制备1,2-丙二醇的系统和方法。

本发明提供一种由甘油制备1,2-丙二醇的系统，包括：原料混合单元，用于将甘油水溶液和氢气混合；加氢单元，用于甘油的加氢反应；分离单元，用于分离所述加氢单元产生的产物；以及回收单元，用于回收经所述产物分离单元分离得到的成品；其中，所述加氢单元包括催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分，所述载体为锰的氧化物或锰氧化物分子筛，所述活性组分包括第一活性组分和第二活性组分，第一活性组分为第VIII族金属中的一种或多种，所述第二活性组分为W、Cu、Zn、Ni、Fe中的一种或多种的氧化物。

根据本发明的一实施方式，以所述催化剂的干基重量为基准，所述载体的含量为60～99重量％，以金属元素计，所述活性组分的含量为0.5～20重量％。

根据本发明的另一实施方式，以所述催化剂的干基重量为基准，所述载体的含量为70～97重量％，以金属元素计，所述第一活性组分的含量为0～5重量％、所述第二活性组分的含量为1～15重量％。

根据本发明的另一实施方式，所述锰的氧化物选自二氧化锰、氧化锰、三氧化锰、四氧化三锰中的一种或多种；所述锰氧化物分子筛选自水钠锰矿、布赛尔矿、水羟锰矿、锰钡矿、锰钾矿、钙锰矿中的一种或多种。

根据本发明的另一实施方式，所述第一活性组分为铂。

根据本发明的另一实施方式，所述第一活性组分为铂，第二活性组分为铜氧化物。

根据本发明的另一实施方式，以所述催化剂的干基重量为基准，铂的含量为0～0.05重量％、以金属元素计铜氧化物的含量为3～5重量％。

根据本发明的另一实施方式，所述载体为锰钾矿。