[发明专利]甘油制备1,2-丙二醇的系统和方法

说明书

公开一种由甘油制备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。还公开一种由甘油制备1,2‑丙二醇的方法。本发明在选定的系统中将具体的催化剂用于甘油加氢反应中时，与现有技术相比，系统能耗大幅降低、催化剂的活性大幅改善，1,2‑丙二醇选择性高，反应条件温和且反应可在高空速下进行，有利于工业化推广。

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。

根据本发明的一实施方式，所述加氢单元包括催化剂，所述催化剂包括载体、第一活性组分和第二活性组分，所述载体含有锰氧化物分子筛OMS-2，所述第一活性组分为选自第VIII族金属中一种或多种，所述第二活性组分为选自第VIB族金属中的一种或多种；以催化剂的干基重量为基准，所述载体的含量为75～98重量％，以金属元素计所述第一金属组分的含量为0.1～10重量％，所述第二金属组分的含量为0.1～15重量％。

根据本发明的另一实施方式，所述催化剂中，以金属元素计所述第一活性组分与第二活性组分的重量比为1：(0.2～5)，优选为1：(0.3～3)。

根据本发明的另一实施方式，所述第一活性组分为Ru、Pt、Co、Rh、Pd、Ir中的一种或多种；和/或，所述第二活性组分为Mo、W、Cr中的一种或多种。

根据本发明的另一实施方式，所述催化剂将所述第一活性组分和第二活性组分负载于所述载体上的步骤包括：将含有第二活性组分前驱物的浸渍液与所述载体接触进行浸渍，得到负载有第二活性组分的载体；将含有第一活性组分前驱物的浸渍液与所述负载有第二活性组分的载体接触进行浸渍，得到负载后的物料。

根据本发明的另一实施方式，将所述第一活性组分负载于掺杂有第二活性组分的载体上的步骤包括：使含有氧化态锰化合物、还原态锰化合物、第二活性组分前驱物的水溶液在30～180℃反应1～36h，收集固体产物并干燥和焙烧，得到掺杂有第二活性组分的载体；将含有第一活性组分前驱物的浸渍液与得到的所述掺杂有第二活性组分的载体接触进行浸渍，得到负载后的物料。