用于生产二醇的催化剂系统和方法技术方案

本发明专利技术提供催化剂系统，其包含：a)其中包含银和钨的一种或多种催化物种；和b)适用于氢化的一种或多种催化物种；和由包含一种或多种糖的起始材料，通过使所述起始材料在反应器中在溶剂和所述催化剂系统存在下与氢气接触来制备单乙二醇的方法。

Catalyst system and method for production of glycol

The invention provides a catalyst system comprising: a) one or more catalytic species containing silver and tungsten; and b) suitable for one or more catalytic species of hydrogenation; and a starting material containing one or more sugars, by connecting the starting material to hydrogen in the reactor and the catalyst system in the reactor. A method of preparation of mono ethylene glycol.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产二醇的催化剂系统和方法
本专利技术涉及用于由含糖原料生产二醇，具体地说单乙二醇和单丙二醇的方法，以及用于所述方法的催化剂系统。
技术介绍
单乙二醇(MEG)和单丙二醇(MPG)是具有众多商业应用的有价值材料，例如作为传热介质、防冻剂和聚合物(如聚对苯二甲酸伸乙酯(PET))的前体。所述二醇目前通过相应环氧烷的水解以工业规模制得，所述环氧烷是大体上由化石燃料生产的乙烯和丙烯的氧化产物。近年来，更多的努力已集中于降低对于将化石燃料作为提供燃料和日用化学品的主要来源的依赖。在提供新燃料以及期望化学品的替代途径的努力中，碳水化合物和相关‘生物质’被视为关键的可再生资源。具体来说，某些碳水化合物可在催化剂系统存在下与氢气反应以产生多元醇和糖醇。用于将糖转化为二醇的目前方法围绕氢化/氢解方法。报道的方法大体上需要第一催化物种以执行氢解反应(假定具有逆向醇醛机制)，和用于氢化的第二催化物种。用于使用镍促进的碳化钨催化剂将纤维素转化为包括MEG的产物的方法在《应用化学国际版(Angew.Chem.Int.Ed.)》2008,47,8510-8513和《今日催化(CatalysisToday)》147(2009),77-85中描述。US2011/0312487A1描述用于由含糖原料产生至少一种多元醇的方法以及其中使用的催化剂系统，其中所述催化剂系统包含a)未负载的组分，包含选自由以下组成的组的化合物：钨化合物、钼化合物以及其任何组合；和b)负载的化合物，包含在固体催化剂载体上的活性金属组分，所述活性金属组分选自由以下组成的组：Pt、Pd、Ru、Rh、Ni、Ir和其组合。在US2011/0312487A1中未负载的催化剂组分的实例据称包括钨酸(H2WO4)、钨酸铵((NH4)10H2(W2O7)6)、偏钨酸铵((NH4)6H2(W12O40).xH2O)、仲钨酸铵((NH4)10[H2W12O42].4H2O)和包含至少第I族或第II族元素的钨酸盐、偏钨酸盐和仲钨酸盐化合物。US2011/0312487A1中所测试的催化剂系统利用钨酸、氧化钨(WO2)、磷钨酸(H3PW12O40)和偏钨酸铵作为未负载的催化剂组分，连同不同的镍、铂和钯负载的催化剂组分。US2011/03046419A1描述用于由多羟基化合物(如淀粉、半纤维素、葡萄糖、蔗糖、果糖和果聚糖)在催化剂存在下生产乙二醇的方法，所述催化剂包含第一活性成分和第二活性成分，第一活性成分包含选自以下的过渡金属：铁、钴、镍、钌、铑、钯、铱和铂，或其混合物；第二活性成分包含金属态的钼和/或钨，或其碳化物、氮化物或磷化物。《应用化学国际版》2012,51,3249-3253描述用于在钌催化剂和三氧化钨(WO3)存在下将纤维素选择性转化成乙二醇和丙二醇的方法。《美国化学工程师会志(AIChEJournal)》,2014,60(11),第3804-3813页描述使用偏钨酸铵作为催化剂的葡萄糖逆向醇醛缩合。用于由含糖原料产生至少一种多元醇的连续方法在WO2013/015955A、CN103731258A和WO2015/028398A1中描述。前述方法的产物通常为包含MEG、MPG、1,2-丁二醇(1,2-BDO)和其它副产物的材料混合物。本领域中催化剂系统的一个问题已为对通常存在于含糖原料中的硫、氯气和其它污染物敏感。随时间推移，此敏感性可导致产物产率降低。非常期望开发用于转化含糖原料的催化剂系统，所述催化剂系统对原料污染物(并且具体地说硫)显示敏感性降低并且不仅产生改进的期望MEG和MPG产物的总产率，而且提高对生产的MEG和更少或更多的期望副产物的选择性。
技术实现思路
本专利技术已出人意料地发现某些催化剂系统在含糖原料转化为多元醇中显示有利的性能。因此，在本专利技术的第一方面，提供催化剂系统，包含：a)其中包含银和钨的一种或多种催化物种；和b)适用于氢化的一种或多种催化物种。在本专利技术的另一方面，提供用于由包含一种或多种糖的起始材料通过使所述起始材料在反应器中在溶剂和所述催化剂系统存在下与氢气接触来制备单乙二醇的方法。附图说明图1为本专利技术方法的例示性但非限制性实施例的示意图。具体实施方式在本专利技术中，已出人意料地发现催化剂系统不仅由含糖原料产生有利的乙二醇和丙二醇产率，而且还示出对通常可导致催化剂中毒的典型原料污染物(如硫)的存在的改进的耐受性。在本专利技术的催化剂系统中，其中包含银和钨的一种或多种催化物种作为氢解催化剂存在，并且进一步存在适用于氢化的一种或多种催化物种。在本专利技术的催化剂系统中，其中包含银和钨的一种或多种催化物种可方便地选自含钨酸银(Ag2WO4)物种和/或含磷钨酸银(Ag3PW12O40.xH2O)物种。优选地，其中包含银和钨的一种或多种催化物种为含钨酸银(Ag2WO4)物种。也就是说，在本专利技术的优选实施例中，提供催化剂系统，包含：a)一种或多种含钨酸银物种；和b)适用于氢化的一种或多种催化物种。在本专利技术的催化剂系统中，需要的是适用于氢化的一种或多种催化物种具有催化氢化能力并且能够催化存在于反应器中的材料的氢化。适用于氢化的催化物种可以元素形式或作为一种或多种化合物存在。此外合适的是这些一种或多种催化物种可以与一种或多种其它成分的化学组合存在于催化剂系统中。在本专利技术的催化剂系统中，适用于氢化的一种或多种催化物种不受限制，并且可方便地选自来自周期表第8族、第9族或第10族的一种或多种过渡金属和其化合物。优选地，所述催化物种可为选自以下的组的一种或多种过渡金属：钴、铁、铂、钯、钌、铑、镍、铱和其化合物。在本专利技术的一个实施例中，适用于氢化的一种或多种催化物种是未负载的固体物种。这类物种的实例包括雷尼Ni(RaneyNi)。在本专利技术的另一个实施例中，适用于氢化的一种或多种催化物种呈均相形式。在本专利技术的另一实施例中，适用于氢化的一种或多种催化物种在一种或多种固体催化剂载体上。固体载体可呈粉末形式或呈规则或不规则形状形式，如球、挤压物、丸、颗粒、片剂、单片结构。替代地，固体载体可作为例如在管或热交换器的表面上的表面涂层存在。合适的固体载体材料为所属领域的技术人员已知的那些并且包括(但不限于)氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化镁、氧化锌、氧化钛、碳、活性碳、沸石、粘土、二氧化硅氧化铝和其混合物。其中包含银和钨的一种或多种催化物种可以未负载的形式存在于催化剂系统中，或替代地还可存在于惰性载体上。合适载体的实例包括但不限于氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化镁、氧化锌、氧化钛、碳、活性碳、沸石、粘土、二氧化硅氧化铝和其混合物。以催化剂系统的总重量计，其中包含银和钨的一种或多种物种与适用于氢化的一种或多种催化物种的重量比优选地在0.02:1到3000:1的范围内，更优选地，在0.1:1到100:1的范围内。用于本专利技术的方法的起始材料包含选自由以下组成的组的一种或多种糖：单糖、双糖、寡糖和多糖。多糖的实例包括纤维素、半纤维素、淀粉、糖原、壳多糖和其混合物。如果起始材料包含寡糖或多糖，那么任选地，所述起始材料可在以在本专利技术的方法中可更方便地被转化的形式进料到反应器之前经历预处理。合适的预处理方法为所属领域中已知的并且可为选自包括但不限于以下的组的一种或多种：确定大小、干燥、研磨、热水处理、流处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂系统，包含：a)其中包含银和钨的一种或多种催化物种；和b)适用于氢化的一种或多种催化物种。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.19 EP 15195496.31.一种催化剂系统，包含：a)其中包含银和钨的一种或多种催化物种；和b)适用于氢化的一种或多种催化物种。2.根据权利要求1所述的催化剂系统，其中所述其中包含银和钨的一种或多种催化物种选自含钨酸银物种和/或含磷钨酸银物种。3.根据权利要求1或2所述的催化剂系统，其中所述适用于氢化的一种或多种催化物种选自来自周期表第8族、第9族或第10族的一种或多种过渡金属和其化合物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的催化剂系统，其中所述适用于氢化的一种或多种催化物种选自一种或多种过渡金属，所述过渡金属选自以下的组：钴、铁、铂、钯、钌、铑、镍、铱和其化合物。5.根据权利要求1至4中任一项所述的催化剂系统，其中所述适用于氢化的一种或多种催化物种是未负载的固体物种。6.根据权利要求1至5中任一项所述的催化剂系统，其中所述其中包含银和钨的一种或多种催化物种和/或所述适用于氢化的一种或多种催化物种是在固体催化剂载体上。7.根据权利要求6所述的催化剂系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·埃杜基，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL