[发明专利]一种催化3-羟基丙醛氢化的催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种催化3‑羟基丙醛氢化的催化剂及其制备方法。本发明催化3‑羟基丙醛氢化的催化剂能使3‑羟基丙醛的转化率达到97.0％以上，1,3‑丙二醇的选择性达到97.2％以上，尤其当其引入稀土金属时，不仅能使3‑羟基丙醛氢化的加氢工艺段的反应压力降至6MPa以下，3‑羟基丙醛的转化率以及1,3‑丙二醇的选择性都能达到98.0％以上，还使其在使用1200h后仍能保持非常高的反应活性，大幅度地延长了其使用寿命，从而降低了设备投资成本，提高了生产效益；另外本发明催化3‑羟基丙醛氢化的催化剂制备方法简单，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于催化化学技术领域，具体涉及一种催化3-羟基丙醛氢化的催化剂及其制备方法。

背景技术

1,3-丙二醇是合成新型聚酯材料即聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的重要原料，与聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶、PET)纤维问世以来，一直领导着合成纤维的发展趋势，可以说在20世纪中还没有开发出能与其匹敌的合成纤维，在20世纪PET纤维的产量居各种纤维之冠(1450万吨/年)。PTT纤维与PET纤维、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酷)纤维同属聚酯纤维，由同类聚合物纺丝而成，而PTT纤维的各项物理机械指标和性能都优于PET性能。PTT纤维作为纺织原料，其主要的优点包括：结实耐磨，具有锦论的抗污染性；纺织品不皱，回弹性良好；质感柔软，可速干，易于染色等，具有氨论纤维的特色。因此，PTT纤维于1998年被评为美国六大石化新产品之一，是目前国际上合成纤维开发的热点。从现有的专利可知，3-羟基丙醛氢化制备1,3-丙二醇的催化剂三大类：雷尼镍基催化剂；Pd、Pt或Ru为活性组分的负载型催化剂；以Ni为活性组分的负载型催化剂。

Degussa公司选用雷尼镍为催化剂，在反应压力为13.5MPa、温度为75℃的条件下进行的3-羟基丙醛加氢反应，3-羟基丙醛的转化率达到99％以上，1,3-丙二醇的选择性在99.5％以上。但由于的机械强度低，反应后需要使催化剂与反应产物分离，且回收的催化剂不能重复使用，因此限制了雷尼镍在工业规模生产中的应用。壳牌公司以镍为活性组分的催化剂，反应压力为10-15MPa，通过50-100℃/120-190℃两端加氢，3-羟基丙醛的转化率为100％，1,3-丙二醇的选择性＞90％，但此工艺需要较高的反应条件，增加了生产难度及成本。专利CN100344370C采用浸渍法及混合法制备Ni-Mo-A/X负载型催化剂，用于3-羟基丙醛加氢制备1,3-丙二醇，3-羟基丙醛的转化率99.4％，1,3-丙二醇的选择性99.1％，该专利未对催化剂的组成进行界定，实施较难。专利CN105709778中，使用了一种Ni-Rh-X/A催化剂，该催化剂的使用有效降低了3-羟基丙醛加氢的反应压力，但对催化剂只进行了300h反应活性的考察。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种可降解果蔬保鲜袋及其制备方法与应用。

第一方面，本发明提供了一种催化3-羟基丙醛(3-HPA)氢化的催化剂，其包括活性组分和载体，其中活性组分包括元素X、Y以及Z，X为Ni、Pd、Pt中的至少一种，Y为Co、Mo、稀土金属中的至少一种，Z为Mn、Cu、Zn、Cr中的一种或两种，载体为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、分子筛中的至少一种。所述催化剂能使3-羟基丙醛的转化率达到97.0％以上，1,3-丙二醇的选择性达到97.2％以上。

作为本发明催化剂的优选实施方式，所述X为Ni、Pd中的至少一种，所述Y为稀土金属，所述Z为Mn、Cu、Zn中的至少一种。所述催化剂通过引入稀土金属，使3-羟基丙醛氢化的加氢工艺段的反应压力能降至6MPa以下，3-羟基丙醛的转化率以及1,3-丙二醇的选择性都能达到98.0％以上，并使其在使用1200h后仍能保持非常高的反应活性，大幅度地延长了其使用寿命，从而降低了设备投资成本，提高了生产效益。相比于Pt，X为Ni或Pd时，催化性能更好；相比于Cr，Z为Mn、Cu或Zn时，催化性能更好。