[发明专利]加氢催化剂及其制备方法和1,3-丁二醇的生产方法

说明书

本发明适用于化工生产技术领域，提供了一种加氢催化剂及其制备方法和1,3‑丁二醇的生产方法，该加氢催化剂的制备方法包括以下步骤：将γ‑Al₂O₃进行干燥处理后，再置于钙盐溶液中进行浸钙处理；将浸钙处理后的γ‑Al₂O₃进行煅烧处理，得到CaO改性的γ‑Al₂O₃，即为载体；将铜盐和/或镍盐进行融化处理，得到熔融溶液；将载体浸渍于熔融溶液中后，再进行煅烧处理，得到所述加氢催化剂。本发明提供加氢催化剂，是以钙盐、氧化铝、铜盐和/或镍盐作为原料，其制备过程简单、生产成本低。将该加氢催化剂应用于3‑羟基丁醛的连续催化加氢的过程中，可以显著提高3‑羟基丁醛的转化率以及提高1,3‑丁二醇的选择性。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，尤其涉及一种加氢催化剂及其制备方法和1,3-丁二醇的生产方法。

背景技术

1,3-丁二醇主要应用用于化妆品中作为保湿剂，应用于化妆水、膏霜、乳液、凝胶、牙膏等产品中；1,3-丁二醇还可用于生产增塑剂，不饱和聚酯树脂，工业用脱水剂等；1,3-丁二醇也可用作纺织品、烟草和纸张的增湿剂和软化剂，乳酪或肉类的抗菌剂等。1,3-丁二醇的合成工艺分为生物发酵法和化学合成法两类。

其中，生物发酵法生产1,3-丁二醇的方法有两种。第一种是生物法生产乙二醇的副产，该方法的生产成本较高，主产品乙二醇市场竞争力不高，不能成为主流技术，因而副产物除含有1,3-丁二醇还含1,4-丁二醇、1,2-丁二醇等副产物，沸点接近，难以得到高纯度的1,3-丁二醇，因此该技术受到了很大限制。第二种方法是专属发酵生产1,3-丁二醇。日本Kokyu Alcohol公司开发出的1,3-丁二醇工艺，是市场上首例植物衍生的丁二醇。由于该技术还处于中试阶段，同时该方法同样存在多种二元醇并存的现象，分离较为困难，工艺放大存在较大的难度。

化学合成1,3-丁二醇工艺有以下四种工艺，分别为：

(1)乙醇激光辐照直接合成法：即用激光辐照含有过氧化氢并用氮气饱和的乙醇，直接合成1,3-丁二醇。

(2)环氧化合物合成法：美国相关专利记载，用环氧化合物和合成气为原料，在含铑、膦催化剂条件下进行羰基合成制得1,3-丁二醇系列产品。

(3)丙烯醛法：相关专利表明，丙烯醛与2,2-二甲基-1,3-丙二醇反应，产物经羰基合成后水解，加氢得到1,3-丁二醇和副产物2,2-二甲基-1,3-丙二醇，分离出来的副产物2,2-二甲基-1,3-丙二醇可以循环使用，进一步提高收率。

(4)乙醛缩合加氢合成工艺：以乙醛为原料，在碱溶液中经自身缩合作用生成3-羟基丁醛。缩合后加氢生成1,3-丁二醇，粗产物蒸馏提纯获得产品1,3-丁二醇。这是目前在1,3-丁二醇生产过程中的主流工艺，主要生产商均采用该工艺路线。该工艺路线的产品占市场份额的95％以上，转化率高、选择性好，产品1.3-丁二醇纯度较高，副反应较少。反应如下：

①主反应：

乙醛缩合：

催化加氢：

②副反应

乙醛和3-羟基丁醛缩合生成2,6-二甲基,-1,3-二氧杂环,4-己醇副产物(乙醛三聚物)：

3-羟基丁醛脱水：