一种生物基异辛醇的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种生物基异辛醇的制备方法，包括以生物基巴豆醛和氢气为原料，在催化剂A和催化剂B共同作用下，在同一反应器内发生加氢

【技术实现步骤摘要】
一种生物基异辛醇的制备方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种生物基异辛醇的制备方法。

技术介绍

[0002]异辛醇俗称辛醇，为无色透明油状液体，油刺激性气味，与水可形成共沸物，比重0.834。异辛醇主要用于制邻苯二甲酸酯类及脂肪族二元酸酯类增塑剂如邻苯二甲酸二辛酯、壬二酸二辛酯和癸二酸二辛酯等，分别用作塑料的主增塑剂和耐寒辅助增塑剂、消泡剂、分散剂、选矿剂和石油添加剂，也用于印染、油漆、胶片等方面。
[0003]随着生活水平的不断提高以及国家对于生物质、生物基材料的进一步倡导，生物基异辛醇在防晒剂、润肤剂行业的需求日益凸显。而目前传统异辛醇主要为丙烯氢甲酰化制备正丁醛之后缩合脱水生成异辛烯醛再加氢生成异辛醇的DAVY工艺，其生产原料丙烯为化石来源，不符合日用品对于原料安全性的需求。因而变更异辛醇生产路线，使用生物基原料生产生物基异辛醇的需求受到人们的日益关注。
[0004]目前比较主流的生物基异辛醇制备方式为以巴豆醛为原料，经选择性加氢生成正丁醛、之后在碱性催化剂存在下缩合水解生成异辛烯醛，最后在加氢催化剂催化下生成异辛醇。但是此工艺流程复杂，三步反应过后均需进行分离提纯，加大了投资成本。且正丁醛缩合脱水过程中加入的碱性催化剂一般为均相无机碱催化剂，存在对设备腐蚀严重、废水排放量大、环境污染等问题。
[0005]考虑到正丁醛缩合采用液体碱催化剂所带来的一系列问题，中国专利CN113480417B提出了一种固体催化剂催化正丁醛一步合成异辛醛的方法，有效的解决了液体碱所带来的一系列问题，但仍然存在正丁醛转化不完全(转化率约95％)等问题，且该方法采用的原料为正丁醛，并未涉及以生物基巴豆醛作为原料合成异辛醇，无法保证所得异辛醇为生物基产品。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于制造生物基异辛醇的方法，本方法解决了目前异辛醇制备中含有机物废碱水的产生，且使用生物基巴豆醛为原料，相对于现有的工艺，还具有工艺流程短，设备简单、反应转化率高(＞99.9％)，选择性高(＞98％)等优点。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种生物基异辛醇的制备方法，包括以生物基巴豆醛和氢气为原料，在催化剂A和催化剂B共同作用下，在同一反应器内发生加氢
‑
缩合脱水
‑
加氢反应，制备得到生物基异辛醇的步骤。
[0009]在一个具体的实施方案中，所述反应在装填有催化剂A和催化剂B的固定床中进行；优选地，所述固定床中催化剂的装填方式为上层装填催化剂A，下层装填催化剂B；更优选地，所述催化剂A和催化剂B之间采用填料隔开，优选填料的塔板数为6～10块。
[0010]在一个具体的实施方案中，所述的催化剂A为固体超强酸负载钯催化剂，催化剂B
为铜基催化剂或者镍基催化剂；优选地，所述催化剂A和催化剂B的质量比为0.5～3:1，优选1
‑
2:1。
[0011]在一个具体的实施方案中，所述催化剂A的载体为分子筛改性的锆系超强酸，活性组分为钯，负载量为0.01
‑
1.0％，优选为0.05
‑
0.1％。
[0012]在一个具体的实施方案中，所述铜基催化剂为无载体铜基催化剂或负载型铜基催化剂，是由活性组分和载体组成，所述无载体铜基催化剂是由活性组分铜与过渡金属氧化物和/或稀土氧化物组成的混合物；优选地，所述过渡金属氧化物选自氧化镍、氧化锌、氧化铬、氧化铁、氧化钴及氧化钼中的至少任一种，优选为氧化锌和氧化铁；优选地，稀土氧化物选自氧化铈、氧化镧、氧化钐、氧化镨以及氧化钇中的至少任一种，优选为氧化铈或氧化镧中的一种或两种；优选地，所述负载型铜基催化剂由活性组分铜和载体组成，所述载体选自氧化铝、二氧化硅、活性炭或沸石中的任一种；更优选地，所述活性组分铜的含量为0.01～50wt％，优选为1～20wt％，基于铜基催化剂的总重计。
[0013]在一个具体的实施方案中，所述镍基催化剂选自负载镍催化剂或雷尼镍催化剂中的任一种或两种的混合；优选地，所述负载镍催化剂是将活性金属镍负载到载体骨架上的催化剂，载体优选为Al2O3、硅藻土、SiO2中的一种或多种；更优选地，所述镍基催化剂为雷尼镍催化剂。
[0014]在一个具体的实施方案中，所述的催化剂A床层的反应温度为60～110℃，优选80～100℃；催化剂B床层的反应温度为100～150℃，优选120～140℃，其中催化剂B床层温度高于催化剂A床层40℃以上；反应压力为0～8MPa，优选3～5MPa；优选地，所述固定床的填料段从下部往上的1/4部分用盘管加热，维持填料下部温度为100
‑
140℃，但低于催化剂B床层的温度。
[0015]在一个具体的实施方案中，所述催化剂的处理量为0.1～1g巴豆醛/(g催化剂A
·
小时)，优选为0.2～0.4g巴豆醛/(g催化剂A
·
小时)。
[0016]在一个具体的实施方案中，所述原料巴豆醛和氢气的摩尔比为1:(5～50)，优选为1：(10～20)。
[0017]在一个具体的实施方案中，所述原料巴豆醛进料口位于自催化剂A床层最下端起的高度1/3到1/2处；优选地，所述氢气进口位于固定床下端，固定床下端采用集液槽收集含有异辛醇的反应液，过量氢气经过固定床上部后冷却分离生成的水后循环至固定床下端氢气进口。
[0018]与现有技术相比，本专利技术制备方法的有益效果如下：
[0019]1)本专利技术创新性地将巴豆醛选择性加氢、正丁醛缩合、脱水反应、异辛烯醛加氢、异辛醛加氢汇聚于同一反应器进行，保证反应效果的同时，节省了设备投入，降低了分离能耗，提升了装置的运行收益。
[0020]2)本专利技术采用生物基原料制备生物基异辛醇，符合国家利用生物质原料的号召，符合当下对双碳战略的实施要求。
[0021]3)本专利技术方法制备的异辛醇产率高，且产品易于分离提纯，适合工业化生产。
附图说明
[0022]图1为本专利技术固定床反应装置结构示意图。
[0023]图2为本专利技术实施例1中反应液的气相色谱图。
[0024]图3为本专利技术实施例1中长周期运行评价图。
[0025]其中，1为固定床反应器，2催化剂A床层、3填料段、4催化剂B床层、5塔顶冷凝器、6缓冲罐、7巴豆醛进料口、8氢气进料口、9含异辛醇反应液出料口。
具体实施方式
[0026]为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面的实施例将对本专利技术所提供的方法予以进一步的说明，但本专利技术不限于所列出的实施例，还应包括在本专利技术的权利要求范围内其他任何公知的改变。
[0027]一种生物基异辛醇的制备方法，以生物基巴豆醛和氢气为原料，在催化剂A和催化剂B共同作用下，如图1所示，在同一固定床反应器1内发生加氢
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缩合脱水
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加氢反应，制备得到生物基异辛醇。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基异辛醇的制备方法，其特征在于，包括以生物基巴豆醛和氢气为原料，在催化剂A和催化剂B共同作用下，在同一反应器内发生加氢
‑
缩合脱水
‑
加氢反应，制备得到生物基异辛醇的步骤。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应在装填有催化剂A和催化剂B的固定床中进行；优选地，所述固定床中催化剂的装填方式为上层装填催化剂A，下层装填催化剂B；更优选地，所述催化剂A和催化剂B之间采用填料隔开，优选填料的塔板数为6～10块。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的催化剂A为固体超强酸负载钯催化剂，催化剂B为铜基催化剂或者镍基催化剂；优选地，所述催化剂A和催化剂B的质量比为0.5～3:1，优选1
‑
2:1。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂A的载体为分子筛改性的锆系超强酸，活性组分为钯，负载量为0.01
‑
1.0％，优选为0.05
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0.1％。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铜基催化剂为无载体铜基催化剂或负载型铜基催化剂，是由活性组分和载体组成，所述无载体铜基催化剂是由活性组分铜与过渡金属氧化物和/或稀土氧化物组成的混合物；优选地，所述过渡金属氧化物选自氧化镍、氧化锌、氧化铬、氧化铁、氧化钴及氧化钼中的至少任一种，优选为氧化锌和氧化铁；优选地，稀土氧化物选自氧化铈、氧化镧、氧化钐、氧化镨以及氧化钇中的至少任一种，优选为氧化铈或氧化镧中的一种或两种；优选地，所述负载型铜基催化剂由活性组分铜和载体组成，所述载体选自氧化铝、二氧化硅、活...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘运海，何东荣，潘现才，宋延方，胡江林，杨洋，陈永，黎源，华卫琦，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：