[发明专利]由甘油制备1,3-丙二醇的方法及其系统

说明书

本发明提供一种由甘油制备1,3‑丙二醇的方法及其系统，该方法包括：将甘油水溶液与氢气混合后引入加氢单元中，在反应条件下使所述甘油水溶液、氢气与催化剂相接触，反应生成含1,3‑丙二醇的加氢混合产物；以及将所述加氢混合产物引入分离单元，分离出1,3‑丙二醇和副产物；其中，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述载体包括金属M的碳化物和金属M的氧化物，M选自第VIB族金属，所述活性组分选自第VIII族金属的金属组分的一种或多种。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，借助于该工艺，催化剂在高空速下的仍保持甘油完全转化，同时1,3‑丙二醇选择性高，有利于工业化推广。

技术领域

本发明涉及有机化学合成技术领域，特别涉及由甘油制备1,3-丙二醇的方法及其系统。

背景技术

1,3-丙二醇(1,3-PDO)是一种重要的有机化工原料，其最主要用途是新型聚酯材料聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯(PTT)的原料。业内普遍认为PTT纤维将逐步替代涤论和锦纶成为21世纪大型纤维，具有广阔的应用前景。此外，生物柴油生产过程副产的甘油严重过剩，研究甘油的深加工技术具有重要的意义。因此，以甘油为原料制备1,3-丙二醇被广泛认为是一条具有重要应用前景的转化途径。

目前，甘油生产1,3-丙二醇的主要方法有生物发酵法、环氧乙烷羰基合成法、丙烯醛水合加氢法、一步氢解法等。其中，一步氢解法具有原料适应性广、工艺流程短，氢耗低、环境污染少、毒性低等优点，具有重要的应用前景。

专利CN103524302 A公开了一种以Pt/B₂O₃-WO₃-ZrO₂为催化剂制备1,3-丙二醇的工艺方法，甘油和氢气通入固定床反应器反应，产物经渗透汽化膜分离除去水，再通过精馏塔分离获得1,3-丙二醇，该工艺转化率低，催化剂成本高，大量未反应的甘油返回反应器，能耗较高。文献(Green Chemistry,2011,13:2004)采用Pt-Sulfated/ZrO₂催化剂以DMI为溶剂，170℃和7.3MPa压力下甘油的转化率和选择性均较高(83.5％)，但存在反应压力大，有机溶剂存在环境污染等问题。专利CN 101723801公开了一种甘油直接加氢制1,3-丙二醇的方法，采用两种或以上溶剂溶解甘油进行反应，催化剂载体是ZrO₂、SiO₂-Al₂O₃或Al₂O₃，活性组分是Ru、Pt、Pd、Rh中的一种或多种，助剂组分为WO₃、ZnO、La₂O₃中的一种或几种。但催化剂1,3-丙二醇的选择性较低，催化剂的稳定性未说明。专利CN104582839公开了一种以勃姆石为载体的Pt-WOx催化剂，但催化剂整体活性较低。文献和专利报道的甘油一步氢解法制备1,3丙二醇普遍存在催化剂活性低、1,3丙二醇选择性低、时空收率低、催化剂成本高、稳定性差等问题。

因此，如何提高活性金属(如Pt、Ir等)的利用率、选择性、稳定性、减少催化剂成本一直以来都是甘油氢解催化剂开发的难点和方向。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种由甘油制备1,3-丙二醇的方法及其系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种由甘油制备1,3-丙二醇的方法，包括：

将甘油水溶液与氢气混合后引入加氢单元中，在反应条件下使所述甘油水溶液、氢气与催化剂相接触，反应生成含1,3-丙二醇的加氢混合产物；以及

将所述加氢混合产物引入分离单元，分离出1,3-丙二醇和副产物；