[发明专利]加氢催化剂制备丁辛醇的绿色方法

说明书

本发明涉及一种制备丁辛醇的绿色方法，具体涉及一种加氢催化剂制备丁辛醇的绿色方法。以丁、辛醇残液为原料，先经初馏预处理得到初馏分，初馏分经混合预热后进入催化精馏塔中进行催化加氢反应，催化精馏塔中填充单原子钯催化剂，反应产物从催化精馏塔塔釜采出，得到丁辛醇；其中：单原子钯催化剂是以氧化铝为载体，利用光沉积法制备得到的单原子钯催化剂。本发明制备了一种单原子钯催化剂，金属以单原子形式均匀分散在载体上，形成具有优异催化性能，单原子催化剂的活性位点暴露较多，使得催化加氢的效率得到显著增强；本发明通过采用合适的工艺和条件，制备得到高纯度丁辛醇，本发明产品纯度≥98.8％，单次收率≥99.1％。

技术领域

本发明涉及一种制备丁辛醇的绿色方法，具体涉及一种加氢催化剂制备丁辛醇的绿色方法。

背景技术

丁醇和辛醇由于可以在同一套装置中用羟基合成的方法生产，故习惯称为丁辛醇。丁辛醇均为无色透明、易燃的油状液体。丁辛醇是合成精细化工产品的重要原料，主要用于生产增塑剂、溶剂、脱水剂、消泡剂、分散剂、浮选剂、石油添加剂及合成香料等。

丁醇是一种极具潜力的新生物燃料，被称为第二代生物燃料。生物丁醇作为一种新生物燃料的优势在于：与源自石油炼制的运输燃料相比具有显著的环境效益，燃烧时不产生SO_X或NO_X，能减少温室气体的环境排放。与现有的生物燃料相比，生物丁醇在汽油调和物中耐水污染，能够与汽油达到更高的混和比，而无需对车辆进行改造。与乙醇混合汽油相比，丁醇的蒸气压力低，能通过管道流动，并且在与汽油混合时对水作为杂质的宽容度大，丁醇的经济性较高，能提高车辆的燃油效率和行驶里程。工业上生产丁醇的方法有3种：①羰基合成法。丙烯与CO、H₂在加压加温及催化剂存在下羰基合成正、异丁醛，加氢后分馏得正丁醇，这是工业上生产丁醇的主要方法。②发酵法。以淀粉等为原料，接入丙酮-丁醇菌种，进行丙酮丁醇(ABE)发酵，发酵液精馏后得产品正丁醇。③醇醛缩合法。乙醛经缩合成丁醇醛，脱水生成丁烯醛，再经加氢后得正丁醇。发酵法生产丙酮和丁醇工业始于1913年。第一次世界大战爆发后，丙酮用于制造炸药和航空机翼涂料等用量激增。英国首先改造酒精厂为丙酮丁醇工厂，继而又在世界各地建立分厂，以玉米为原料大规模生产丙酮、丁醇。战后由于与丙酮同时制得约有2倍量的正丁醇未发现可利用价值，丙酮、丁醇工业曾衰退停顿，当发现正丁醇是制造醋酸丁酯作为硝酸纤维素之最佳溶剂后，此工业又获得新生。20世纪五六十年代，由于来自石油化工的竞争，丙酮、丁醇发酵工业走向衰退。但是70年代的石油危机，促使人们重新认识到丙酮、丁醇发酵工业的重要性。

辛醇主要用于制邻苯二甲酸酯类及脂肪族二元酸酯类增塑剂，如邻苯二甲酸二辛酯、壬二酸二辛酯和癸二酸二辛酯等，分别用作塑料的主增塑剂和耐寒辅助增塑剂、消泡剂、分散剂、选矿剂和石油填加剂，也用于印染、油漆、胶片等方面。在增塑剂领域，辛醇一般是指2-乙基乙醇，这是百万吨级的大宗原料，在工业上远比正辛醇更有价值。辛醇本身也用作香料，调合玫瑰，百合等花香香精，作为皂用香料。该品是我国GB2760-86规定为允许使用的食用香料。主要用以配制椰子、菠萝、桃子、巧克力和柑桔类香精，用作表面活性剂、溶剂、消泡剂、工业助剂等。辛醇的制备方法有以下三种：以椰子油或棕榈仁油为原料。椰子油在Cu-Cr催化剂存在下高压加氢，将得到的产品通过减压精馏进行精制得到高纯度的辛醇；以乙烯为原料；以丁二烯为原料，丁二烯经水合、二聚合制备辛醇。

上述制备丁醇、辛醇的方法均存在原料成本高、制备工艺复杂等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种加氢催化剂制备丁辛醇的绿色方法，首先制备一种单原子钯催化剂，金属以单原子形式均匀分散在载体上，形成具有优异催化性能，催化加氢的效率得到显著增强；本发明所述的加氢催化剂制备丁辛醇的绿色方法，通过选择合适的工艺和条件，精馏得到高纯度丁辛醇，产品纯度高，单次收率高。