改进的氢解催化剂及其用途制造技术

披露了一种包含镍、铼、以及镉的氢化催化剂。还披露了使用该氢化催化剂用于从多元醇原料生产丙二醇的方法。本发明专利技术总体上涉及催化剂并且更特别是涉及具有改进的从丙二醇生产糖醇的能力同时降低副产物产生的催化剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的氢解催化剂及其用途专利技术人:凯文J.马丁(KevinJ.Martin)约书亚泰兰(JoshuaTerrian)莱昂德拉威柯斯(LeandraVircks)
本专利技术总体上涉及催化剂并且更具体地，涉及具有从糖醇生产丙二醇的增强的能力同时降低副产物产生的催化剂。专利技术背景丙二醇可以通过糖醇的催化氢解来生产。商业上，丙二醇是从甘油生产的。氢解反应是通过催化剂如在美国专利申请公开2009/0088317中描述的那些完成的。用于产生丙二醇的氢解反应导致副产物的产生，这些副产物如乙二醇、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-戊二醇、以及2,4-戊二醇。然而，这些二醇类和乙二醇难以从丙二醇中分离，并且2,3-戊二醇的一种异构体不能被经济地通过蒸馏从丙二醇中分离。虽然有可能通过改变该氢解反应来降低此种二醇的生产，此变化可能降低丙二醇过程的总生产率。已经开发了多种方法来从这些二醇类和/或乙二醇分离或纯化丙二醇。转让给阿彻-丹尼尔斯-米德兰公司(Archer-Daniels-MidlandCompany)的美国专利8,143,458披露了一种用于生产丙二醇并从丙二醇中分离出不想要的二醇的方法。虽然此类方法能够有效地从丙二醇分离出二醇，此类方法是耗时且昂贵的。因此，对于从糖醇更有效的生产丙二醇存在需要。专利技术概述在本专利技术的每个不同的实施例中，本专利技术满足这些需求。在一个实施例中，本专利技术披露了一种可以在氢解反应中使用的催化剂，其中该催化剂提供了在更大的转化率下对丙二醇的增强的选择性，同时降低的乙二醇和二醇的生产。本专利技术得到在所得到的产物混合物中丙二醇的更高的生产率，丙二醇从产物混合物的增强的回收，以及在从产物混合物中分离纯的丙二醇方面的降低的成本。在另一个实施例中，氢化催化剂包含Ni、Re、以及Cd。在一个附加的实施例中，一种用于生产丙二醇的方法包括将一种多元醇原料置于与一种包含Ni、Re、以及Cd的催化剂相接触使得形成该丙二醇。在一个另外的实施例中，一种用于氢化多元醇原料以产生丙二醇的催化剂包括一种载体材料和包含Ni、Re、以及Cd的催化金属组分。附图说明图1是本专利技术的催化剂用于生产丙二醇的多种实施例的改进的选择性的图形表示。专利技术详细说明在一个实施例中，本专利技术披露了用于氢化糖醇(如甘油)以生产丙二醇的催化剂。在另一个实施例中，本专利技术披露了一种用于氢解多元醇的方法，该方法具有改进的对丙二醇的选择性，同时减少了乙二醇和二醇的形成。在本申请中，包括权利要求书，除了在操作实例中或除非另外说明，所有表达数量或特征的数字在所有的情况中应被理解为由术语“约”进行修饰。除非相反地指出，以下说明书中列举的任何数值参数可以取决于根据本披露的组合物和方法中所希望的特性而变动。至少并且不是试图将等同原则的应用限制为权利要求范围，每个描述于本说明书中的数值参数应当至少根据所报道的有效数字的数目并且通过应用常规修约技术来解释。所述的通过引用结合在此的任何专利、公开物或其他披露材料以全部或部分结合在此，但是仅结合在此至这样的程度：所结合的材料不与本披露中列举的现存定义、声明或其他披露材料矛盾。就这一点而论，在此列举的本披露取代任何通过引用结合在此的矛盾材料。在一个实施例中，本专利技术提供了催化剂及其用于氢解多元醇的用途，这最大化了朝向丙二醇的形成的反应的选择性，同时最小化了其他多元醇的形成。在一个另外的实施例中，该催化剂包含多种金属催化剂组分，这些组分包括镍(Ni)、铼(Re)、以及镉(Cd)。在一个实施例中，该催化剂包括按重量计3％-7％的Ni，按重量计0.2％-1.8％的Re，按重量计0.2％-3.0％的Cd，或任何它们的组合。在一个另外的实施例中，该催化剂包括按重量计4.5％-5.5％的Ni，按重量计0.5％-1.5％的Re，按重量计0.75％-2.0％的Cd，或任何它们的组合。在一个附加的实施例中，这些金属催化剂组分由Ni、Re、以及Cd组成。在一个实施例中，这些金属催化剂组分能够以盐的形式浸渍在载体材料上。在其他实施例中，这些金属催化剂组分也能够以氧化物或元素的形式浸渍在载体材料上。在另一个实施例中，提供了使用本专利技术的催化剂有效地将多元醇原料转化为丙二醇的氢解反应的反应条件。在一个实施例中，可以改变氢解反应的反应条件来优化本专利技术的催化剂用于选择性形成丙二醇的性能。此优化条件能够产生丙二醇，具有少的或可忽略的难以通过蒸馏从丙二醇中分离出的其他多元醇的形成。在一个附加的实施例中，提供了一种用于氢解甘油的方法，该方法包括将甘油置于以0.5hr-1至10.0hr-1的液时空速度与氢和本专利技术的催化剂相接触来最小化二醇的形成。在一个另外的实施例中，一种用于氢解多元醇原料以最小化丁二醇的形成的方法包括将一种碱添加到该反应中。该碱可以选自以下各项组成的组：碱金属氢氧化物、碱土金属氧化物、醇化物、氢氧化物、以及碱式盐。该碱能够以在多元醇原料的0.01至2.5重量百分比之间变化的量加入。在又另外的实施例中，可以在178℃-205℃的反应温度下进行该用于氢解多元醇原料的方法以便最小化丁二醇的形成。在又另外的实施例中，反应温度可以是195℃-205℃。在一个附加的实施例中，该使用本专利技术的催化剂氢解多元醇同时最小化丁二醇的形成的方法包括将一种含有多元醇的材料与一种碱混合以产生一种氢解前体混合物，使该氢解前体混合物经受到一种允许丙二醇形成的条件，其中该条件选自以下各项组成的组：液时空速度、温度、压力、催化剂的存在以及它们的任何组合。在一个另外的实施例中，该丙二醇可以被分离并且其他多元醇从该丙二醇中除去。在一个实施例中，在本专利技术中使用的多元醇原料可以是生物衍生的并且可以通过使糖或碳水化合物经受氢解(也称为催化裂解)得到。在一个实施例中，山梨糖醇可以经受氢解以提供一种混合物，该混合物包含生物基多元醇如在“山梨糖醇的氢解，”克拉克(Clark)，I，J.Ind.Eng.Chem.[工业工程化学期刊](华盛顿哥伦比亚特区)(1958)，50，1125-6中所描述的，其披露内容通过引用以其全文结合在此)。根据其他实施例，适合于氢解的其他多糖和多元醇包括但不限于，葡萄糖(右旋糖)、山梨糖醇、甘露糖醇、蔗糖、乳糖、麦芽糖、α-甲基-d-葡萄糖苷、五乙酰基葡萄糖、葡萄糖酸内酯、以及它们的任何组合(参见，例如，“糖类的氢解，”Zartman,W.和Adkins,H.,J.Amer.Chem.Soc[美国化学会志]，(1933)55，4559-63，其披露内容通过引用以其全文结合在此)。在一个另外的实施例中，该氢解产物可以包含一种丙二醇和乙二醇的混合物，连同少量的甲醇、2-丙醇、甘油、乳酸、甘油酸、乳酸钠、以及甘油酸钠中的一种或多种。除了2,4-戊二醇(2,4-PeDO)之外，还可以产生若干种丁二醇(BDO)如1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、以及2,3-丁二醇。在不同的实施例中，含有丙二醇的本专利技术的氢解产物可以在一种组合物中使用，该组合物包括但不限于，除冰剂、防冻剂、树脂、衣物洗涤剂、肥皂、个人护理产品、化妆产品、药物产品，或作为食品或饮料中的食品成分使用。在另一个实施例中，用于氢解的原料是甘油。在一个实施例中，该甘油原料包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢化催化剂，包括：Ni；Re；以及Cd。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.17 US 61/714,8211.一种氢化催化剂，所述氢化催化剂包含金属催化剂组分，其中所述金属催化剂组分由以下组成：Ni；Re；以及Cd。2.如权利要求1所述的氢化催化剂，进一步包含一种载体材料。3.如权利要求2所述的氢化催化剂，其中该载体材料选自由以下各项组成的组：碳基载体材料、氧化锆、氧化钛、氧化铌、氧化锡、氧化镧、氧化钨、以及任何它们的组合。4.如权利要求3所述的氢化催化剂，其中该碳基载体材料选自由以下各项组成的组：活性炭、碳化硅、碳氧化硅、碳化钛、碳氧化钛、碳氧化锆、碳化钨、碳氧化钨、以及任何它们的组合。5.如权利要求2所述的氢化催化剂，其中该载体材料为活性碳。6.如权利要求1或权利要求2所述的氢化催化剂，其中：该Ni以该氢化催化剂的按重量计3％-7％存在。7.如权利要求1或权利要求2所述的氢化催化剂，其中该Re以该氢化催化剂的按重量计0.2％-1.8％存在。8.如权利要求1或权利要求2所述的氢化催化剂，其中该Cd以该氢化催化剂的按重量计0.2％-3.0％存在。9.一种用于生产丙二醇的方法，该方法包括将一种多元醇原料置于与权利要求1或权利要求2所述的氢化催化剂相接触。10.一种用于生产丙二醇的方法，该方法包括：将一种多元醇原料置于与一种包含Ni、Re、以及Cd的催化剂相接触使得形成该丙二醇。11.如权利要求10所述的方法，进一步包括将氢置于与该多元醇原料和该催化剂相接触。12.如权利要求10或权利要求11所述的方法，进一步包括将一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·马丁，约书亚·特里安，莉安德拉·韦尔克斯，
申请(专利权)人：阿彻丹尼尔斯米德兰德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US