一种用于生产1,2‑丙二醇的高选择性催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种用于生产1,2‑丙二醇的高选择性催化剂，包括载体和活性组分；所述载体和活性组分的重量比为（8.5‑9.5）：（1.5‑0.5）；其中，所述载体由重量比为（3‑7）:（2‑6）：（7‑11）的氧化锆、氧化铜与氧化锌组成；所述活性组分为钇、铈、镧中的一种或多种。本发明专利技术所述催化剂可以在甘油含量较低的溶液中进行催化加氢，降低了反应压力，而且所述催化剂催化的甘油转化效率较高且1,2‑丙二醇的选择性较高。

A high selectivity catalyst used for the production of 1,2 propylene glycol

【技术实现步骤摘要】
一种用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂
本专利技术属于催化剂
，具体涉及一种用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂。
技术介绍
1，2-丙二醇是一种重要的化工原料，由于丙二醇毒性小，有润湿性并具有优良的溶解性能，因此在食品、医药及化妆品中应用广泛，用作生产烟草润湿剂、小动物食品、聚合物增塑剂和专用增塑剂，近期又开发出用于液体洗涤剂新用途。近年来，随着世界能源的紧缺，生物柴油产业得到了快速的发展，制备生物柴油的过程产生大量的副产品甘油，合理利用过剩的生物基甘油开发高附加值产品，将有助于增加整个生物柴油产业的经济效益。甘油加氢制备1,2－丙二醇路线既解决了生物柴油产业中甘油过剩的问题，又摆脱了1,2－丙二醇生产对石化能源的依赖，具有重要的意义。甘油氢解制备丙二醇技术的关键是催化剂的开发。在已研究的各种金属催化剂中，对催化甘油加氢制取1,2-丙二醇效果最好的是含铜的催化剂。这主要是由于铜对C-C键氢解的反应活性很低，而对C-O键的氢解却表现出良好的反应活性。而采用铜系催化剂，采用气相甘油进料，需要较高的氢气甘油比，导致能耗较高，原料成本高。目前甘油催化加氢制取1，2-丙二醇技术已有较大进展，但是为保持催化剂的高活性，需用纯度较高的甘油。通常较高纯度的甘油进料时所需要的反应压力通常较高。CN103657730B公开了一种甘油加氢制备1，2－丙二醇催化剂的制备方法，所述催化剂包括杂多酸和镍、锌、铜、镁、锆、钼、铝或钛等金属，虽然提高了甘油的转化率和1,2-丙二醇的收率，但是仍使用的是甘油醇溶液气化进料，反应压力为4-7MPa，较高的压力导致装置投资成本增高和操作难度加大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种生产1,2-丙二醇选择性高的催化剂，所述催化剂可以在甘油含量较低的水溶液中进行催化加氢，降低了反应压力，而且所述催化剂催化的甘油转化效率较高且1,2-丙二醇的选择性较高。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂，包括载体和活性组分；其中，所述载体由摩尔比为（3-7）:（2-6）：（7-11）的氧化锆、氧化铜与氧化锌组成；所述活性组分为钇、铈、镧中的一种或多种；所述载体和活性组分的摩尔比为（8.5-9.5）：（1.5-0.5）。进一步地，所述催化剂包括重量份为90的载体和重量份为10的活性组分；所述活性组分包括重量份数为5的钇、重量份数为4的铈以及重量份数为1的镧。用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂的制备方法，包括如下步骤：1）载体的制备：称取所述氧化锆、氧化铜与氧化锌，混合均匀制备得到载体；2）催化剂的制备：将活性组分的盐用蒸馏水溶解后等体积浸渍到步骤1）制备的载体上，静置2-3h，并与50-150℃下烘干，进行热处理后得到催化剂；3）将步骤2）得到的催化剂球磨1-3h，球磨后使用目数为100-500目的筛网过滤1-3次。进一步地，所述步骤1）中所述氧化锆、氧化铜与氧化锌均为100-500目的固体粉末。进一步地，所述步骤2）中所述活性组分的水溶性盐为其硝酸盐、盐酸盐或硫酸盐。进一步地，所述步骤2）中的热处理为，在氮气环境中，于500-800℃下煅烧3-5h。所述的用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂的应用为用于甘油加氢生产1,2-丙二醇；20-40%的甘油水溶液与催化剂粉末在搅拌釜中充分混合后，进入反应器加氢反应。进一步地，所述反应器中的反应压力为1.0-1.8Mpa，反应温度为220-240℃。本专利技术的有益效果：1）本专利技术中所述催化剂采用一定配比的氧化锆、氧化铜与氧化锌作为载体，一定配比的钇、铈、镧作为活性组分，得到的催化剂能够获得较高的甘油转化率和较高的1,2-丙二醇选择性。2）本专利技术中所述催化剂在参与甘油加氢催化的反应中，反应器甘油进料时可以采用20-40%甘油水溶液，无须将甘油气化，且反应条件温和，反应压力仅为1.0-1.8Mpa。3）本专利技术中所述催化剂在应用中，不需要采用高浓度的甘油溶液，同时催化剂仍能保持较高活性。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应该为限制本专利技术的范围。实施例1一种用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂，有以下步骤制备得到：1）载体的制备：称取150g氧化锆，300g氧化铜，400g氧化锌，混合均匀制备得到载体；所述氧化锆、氧化铜与氧化锌均为100目的固体粉末。2）催化剂的制备：将464g硝酸钇用蒸馏水溶解后等体积浸渍到步骤1）制备的载体上，静置2h，并与100℃下烘干，并在氮气环境中，于500℃下煅烧3h后得到催化剂。3）将步骤2）得到的催化剂球磨3h，球磨后使用目数为100目的筛网过滤1次。使用时，将催化剂粉末添加至20%的甘油水溶液中，其中催化剂粉末占甘油水溶液的重量百分比为0.26%，并在搅拌釜中充分混合后，混合物送入三段式管道反应器加氢反应；反应器中的反应压力为1.0Mpa，反应温度为220℃。实施例2一种用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂，有以下步骤制备得到：1）载体的制备：称取350g氧化锆，100g氧化铜，450g氧化锌，混合均匀制备得到载体；所述氧化锆、氧化铜与氧化锌均为300目的固体粉末。2）催化剂的制备：将406g硫酸铈用蒸馏水溶解后等体积浸渍到步骤1）制备的载体上，静置3h，并与120℃下烘干，并在氮气环境中，于600℃下煅烧4h后得到催化剂；3）将步骤2）得到的催化剂球磨2h，球磨后使用目数为300目的筛网过滤2次。使用时，将上述制备得到的催化剂粉末添加至30%的甘油水溶液中，其中催化剂粉末占甘油水溶液的重量百分比为0.26%，并在搅拌釜中充分混合后，混合物送入三段式管道反应器加氢反应；反应器中的反应压力为1.5Mpa，反应温度为230℃。实施例3一种用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂，有以下步骤制备得到：1）载体的制备：称取250g氧化锆，150g氧化铜，550g氧化锌，混合均匀制备得到载体；所述氧化锆、氧化铜与氧化锌均为500目的固体粉末。2）催化剂的制备：将89g氯化镧用蒸馏水溶解后等体积浸渍到步骤1）制备的载体上，静置3h，并与120℃下烘干，并在氮气环境中，于800℃下煅烧4h后得到催化剂；3）将步骤2）得到的催化剂球磨1h，球磨后使用目数为500目的筛网过滤3次。使用时，将催化剂粉末添加至40%的甘油水溶液中，其中催化剂粉末占甘油水溶液的重量百分比为0.26%，并在搅拌釜中充分混合后，混合物送入三段式管道反应器加氢反应；反应器中的反应压力为1.8Mpa，反应温度为240℃。实施例4一种用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂，有以下步骤制备得到：1）载体的制备：称取150g氧化锆，300g氧化铜，400g氧化锌，混合均匀制备得到载体；所述氧化锆、氧化铜与氧化锌均为100目的固体粉末。2）催化剂的制备：将393g的硫酸钇、106g的氯化铈以及36g的硝酸镧用蒸馏水溶解后等体积浸渍到步骤1）制备的载体上，静置2h，并与100℃下烘干，并在氮气环境中，于500℃下煅烧3h后得到催化剂。3）将步骤2）得到的催化剂球磨3h，球磨后使用目数为100目的筛网过滤1次。使用时，将催化剂粉末添加至20%的甘油水溶液中，其中催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产1,2‑丙二醇的高选择性催化剂，其特征在于：包括载体和活性组分；所述载体和活性组分的重量比为（8.5‑9.5）：（1.5‑0.5）；其中，所述载体由重量比为（3‑7）:（2‑6）：（7‑11）的氧化锆、氧化铜与氧化锌组成；所述活性组分为钇、铈、镧中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂，其特征在于：包括载体和活性组分；所述载体和活性组分的重量比为（8.5-9.5）：（1.5-0.5）；其中，所述载体由重量比为（3-7）:（2-6）：（7-11）的氧化锆、氧化铜与氧化锌组成；所述活性组分为钇、铈、镧中的一种或多种。2.如权利要求1所述的用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂，其特征在于：以重量份计，所述催化剂包括载体90份和活性组分10份；所述活性组分由钇5份、铈4份以及镧1份组成。3.如权利要求1所述的用于生产1,2-丙二醇的高选择性催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1）载体的制备：按比例称取所述氧化锆、氧化铜与氧化锌，混合均匀制备得到载体；2）催化剂的制备：按比例将活性组分的水溶性盐用蒸馏水溶解后等体积浸渍到步骤1）制备的载体上，静置2-3h，并于50-150℃下烘干，进行热处理后得到催化剂；3）将步骤2）得到的催化剂球磨1-3h，球磨后使用目数为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志勇，温银华，孙超，张金叶，赵红阳，张乾霖，许玉凯，魏丽丽，邢燕燕，杨波，
申请(专利权)人：宏业生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41