The invention relates to a method for preparing 1,2- propanediol by direct catalytic conversion of Jerusalem artichoke as raw material. In this method the natural existence of biomass of Jerusalem artichoke (the main component of fructosyl carbohydrate carbohydrate) as raw material, using water as solvent, using chromium, tin, rhenium metal oxides, metal salts or complexes, eighth, ninth, tenth transition metal iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, iridium, platinum and tungsten, elemental oxide, hydrated compounds, salts and organic compounds, complex three as catalyst in 120-300 ~ C, water and heat conditions, hydrogen pressure of 1-13MPa by one step catalytic conversion process, achieve high efficiency, the Jerusalem artichoke raw material with high selectivity and high yield of 1,2- propanediol. The reaction material provided by the invention for renewable resources, has the advantages of cheap material, not for the food fight with people, and the process has the characteristics of simple pretreatment, no pollution, simple preparation of catalyst, mild reaction conditions, good circulation, easy product separation and catalyst, and has good application prospects the.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种以菊芋为原料通过化学法催化转化制备1,2-丙二醇的方法,具体地说是采用复合催化剂,在半连续或连续反应器中一步将菊芋催化转化制备1,2-丙二醇的过程。
技术介绍
世界各国对能源的需求逐渐增大,而传统化石能源却存在资源枯竭和环境污染的问题。因此,可再生资源的利用受到人们的广泛重视。生物质资源作为可再生资源的一个重要组成部分,是太阳能资源的有效载体,存在分布广、利用可持续、产量丰富和低碳排放等优点,是化石能源的优良替代品。菊芋,俗称“洋姜”、“鬼子姜”、“姜不辣”等,属菊科向日葵属,一年生宿根性草本植物。菊芋的生长对气候和土壤等自然条件要求很低,具有适应性强、耐贫瘠、耐寒、耐旱、易于管理等特点,适合在非耕边际土地上种植,菊芋根茎良好的固沙作用被誉为“克沙王”。菊芋的再生性极强,能一次种植可连续收获4-5年,年增殖速度可达10-20倍。菊芋中的主要成分菊糖,又称菊粉,是生物质资源中的一个重要组成部分,通常菊糖是由多个果糖通过β-(2-1)-糖苷键连接而成的多糖,末端通常会连一个葡萄糖。不需要进行任何化学预处理,在温和的反应条件下就可以通过化学法将菊芋完全转化。菊糖不易被人体消化,因此不会作为人类的主要食物来源。菊糖在自然界中的多种植物中都有存在,而菊芋根茎中糖主要是以菊糖形式存在,通常,占菊芋根茎干重的70-90%。因此,菊芋可被作为一种经济作物发展,以菊芋制备相关化学品的生物质催化转化的研究< ...
【技术保护点】
一种以菊芋为原料直接催化转化制备1,2‑丙二醇的方法,其特征在于:以菊芋为反应原料,以水作溶剂,在反应釜或反应器中进行加氢反应,所采用的催化剂为复合催化剂,包括催化剂A、催化剂B和催化剂C,催化剂A为铬、锡、铼金属的氧化物、金属盐或络合物中的一种或二种以上;催化剂B的活性成分为第8、9、10族的过渡金属铁、钴、镍、钌、铑、钯、铱、铂中的一种或二种以上;催化剂C为金属钨、钨的氧化物、钨的水合物、钨的氢氧化物、钨的盐类化合物、钨的有机化合物、钨的络合物中的一种或两种以上;反应前反应釜或固定床中充填氢气,反应温度≥120°C,反应时间不少于5分钟;在使用过程中,体系中催化剂A的重量浓度在0.001‑5%范围之间,催化剂B的金属活性成分与催化剂C的活性成分(以金属钨重量计)重量比在0.001‑100倍范围之间。
【技术特征摘要】
1.一种以菊芋为原料直接催化转化制备1,2-丙二醇的方法,其特征在于:
以菊芋为反应原料,以水作溶剂,在反应釜或反应器中进行加氢反应,所
采用的催化剂为复合催化剂,包括催化剂A、催化剂B和催化剂C,催化剂A
为铬、锡、铼金属的氧化物、金属盐或络合物中的一种或二种以上;催化剂B
的活性成分为第8、9、10族的过渡金属铁、钴、镍、钌、铑、钯、铱、铂中的
一种或二种以上;催化剂C为金属钨、钨的氧化物、钨的水合物、钨的氢氧化
物、钨的盐类化合物、钨的有机化合物、钨的络合物中的一种或两种以上;反
应前反应釜或固定床中充填氢气,反应温度≥120°C,反应时间不少于5分钟;
在使用过程中,体系中催化剂A的重量浓度在0.001-5%范围之间,催化剂
B的金属活性成分与催化剂C的活性成分(以金属钨重量计)重量比在0.001-100
倍范围之间。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述反应釜或反应器为间歇式反应釜、半连续式反应釜或固定床反应器;
反应前反应釜或固定床中充填氢气,室温时氢气的初始压力为1-13MPa;
反应温度≥120°C,温度上限以原料和产物不发生热分解为准;反应时间不少
于5分钟。
3.按照权利要求2所述的方法,其特征在于:较优选反应前反应釜或固定
床中充填氢气的初始压力为3-10MPa;较优选反应温度150-300°C,较优选反
应时间为0.5-5h。
4.按照权利要求2所述的方法,其特征在于:反应前反应釜或固定床反应
器内充填氢气的更优选初始压力为3-8MPa;更优选反应温度180-260°C,更优
选反应时间为0.5-2h。
5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述反应釜为间歇式反应釜或半连续式反应釜,在半连续反应釜或固定床
反应器中反应时,菊芋采用泵注射方式进料,进料速度在0.01-100ml...
【专利技术属性】
技术研发人员:张涛,周立坤,王爱琴,庞纪峰,郑明远,李昌志,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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