[发明专利]一种制备丙醇的方法有效

专利信息
申请号: 201911133476.1 申请日: 2019-11-19
公开(公告)号: CN112898123B 公开(公告)日: 2022-02-11
发明(设计)人: 王峰;王业红;张志鑫;张健 申请(专利权)人: 中国科学院大连化学物理研究所
主分类号: C07C29/149 分类号: C07C29/149;C07C31/10;B01J29/03;B01J29/04;B01J29/24;B01J29/46
代理公司: 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 代理人: 郑伟健
地址: 116023 辽宁省*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 制备 丙醇 方法
【说明书】:

发明涉及一种制备丙醇的方法。该方法采用乙烯、甲醇、一氧化碳以及氢气作为反应物,在分子筛‑氧化物复合催化剂的催化作用下,反应制备丙醇。其反应条件如下:该反应在间歇式反应釜中进行,将一定量的甲醇、催化剂与磁子放入反应釜中,充入一定压力的乙烯与一氧化碳,密闭,乙烯压力为0.5‑1.5MPa,一氧化碳压力为1‑3MPa,在≥140℃的温度下,搅拌,反应时间≥2h,得到中间产物产物丙酸甲酯;充入一定压力的氢气,压力为3‑5MPa,在150℃‑220℃下继续反应,得到丙醇;该方法催化剂制备简单,产物和催化剂分离过程简单,催化剂可以多次循环使用;反应过程可控性高,产物丙醇的收率可达到70%以上。

技术领域

本发明涉及一种制备丙醇的方法,具体涉及以乙烯、一氧化碳、甲醇以及氢气为反应物,制备丙醇的方法。

背景技术

丙醇直接用作溶剂或合成乙酸丙酯,用于涂料溶剂、印刷油墨、化妆品等,用于生产医药、农药的中间体正丙胺,用于生产饲料添加剂、合成香料等。丙醇在医药工业中用于生产丙磺舒、丙戊酸钠、红霉素、癫健安、粘合止血剂BCA、丙硫硫胺、2,5-吡啶二甲酸二丙酯等;像丙醇合成的各种酯,用于食品添加剂、增塑剂、香料等许多方面;丙醇可以通过氢甲酰化-加氢以及甘油直接氢解等方法获得;然而,现有过程存在催化剂昂贵、不易分离、反应压力较高、添加了酸性物质,对设备的要求苛刻等缺点。因此,开发出制备易得,稳定性良好的固体多相催化剂体系高效率,高选择性转化制备丙醇具有重要的意义。

发明内容

本发明的意义在于克服了制备丙醇的现有路线存在的缺点。该制备方法反应过程简单,催化剂稳定性以及催化活性均较高,因其为多相催化剂,避免了分离带来的高能耗问题;催化剂可以多次循环使用;反应过程可控性高,产物丙醇的收率可达到70%以上。

丙醇的制备过程如下:将一定量的甲醇、催化剂与磁子放入间歇式反应釜中,充入一定压力的乙烯与一氧化碳,密闭,在一定温度和压力下搅拌反应,得到中间产物产物丙酸甲酯;充入一定压力的氢气,在一定温度下继续反应,得到产物丙醇。所述充入乙烯的压力为0.5-3MPa,所述充入一氧化碳压力为1-3MPa,所述充入氢气的压力为3-5MPa;所述充入乙烯与一氧化碳后的反应温度为≥140℃,反应时间≥2h;所述充入氢气后继续反应的温度为150℃-220℃;所述甲醇与乙烯的摩尔比4;所述催化剂为分子筛-氧化物复合催化剂;所述催化剂用量为:0.02g/mmol乙烯~0.05g/mmol乙烯。所述分子筛-氧化物复合催化剂,其中分子筛为:MCM系列、SBA系列、SAPO分子筛系列、ZSM分子筛系列、Beta分子筛、丝光沸石中的一种或二种以上;所述分子筛-氧化物复合催化剂,其中氧化物的活性组分为氧化铈与氧化钌,添加剂为氧化铜、氧化镍、氧化铁中的一种或两种以上;所述分子筛-氧化物复合催化剂可以采用浸渍法、离子交换法制备。所述分子筛-氧化物复合催化剂,其中较佳的分子筛为:MCM-41、SBA-5、SAPO-11、MOR分子筛中的一种或二种以上;所述分子筛-氧化物复合催化剂,其中氧化物的活性组分为氧化铈与氧化钌,较佳的添加剂为氧化铜、氧化铁中的一种或两种。所述分子筛-氧化物复合催化剂,催化剂中氧化物的含量为:0.5wt%~5wt%;氧化物的组成为:氧化铈与氧化钌的质量比为2:1~100:1;氧化铈与添加剂的质量比为:50:1~100:1。

以RuO-CeO2-CuO/MCM-41复合催化剂为例,以乙烯、一氧化碳、甲醇以及氢气为原料制备丙醇,具有以下催化优势:MCM-41独特的介孔孔道起限域作用,将氧化铈与氧化钌颗粒限定在纳米颗粒甚至纳米簇状态,最大限度产生相互作用,协同催化乙烯、一氧化碳与甲醇的甲氧基羰基化过程,生成中间体丙酸甲酯;氧化铜的引入可实现丙酸甲酯与氢气的选择性酯加氢,最终获得丙醇。该催化剂多位点的协同实现多步反应的接力进行,催化效率大幅度提升。

该方法的特征是:以乙烯、一氧化碳、甲醇等低碳小分子为原料,来源广泛,可从传统化石能源中获得,也可以通过可再生的生物质资源中获取;金属氧化物-分子筛复合材料为催化剂,催化剂制备简单,高效催化小分子制备丙醇,丙醇的收率可达到70%以上。催化剂具有较佳的催化活性与稳定性,可多次重复使用。

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