一种糠醛一步加氢制1，5-戊二醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种糠醛一步加氢制1，5

【技术实现步骤摘要】
一种糠醛一步加氢制1，5
‑
戊二醇的方法


[0001]本专利技术属于工业催化和精细化工领域，涉及一种糠醛一步加氢制1，5
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戊二醇的方法。

技术介绍

[0002]1，5
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戊二醇，是一种无色黏稠状液体，有苦味，是重要的化工中间体，广泛用于制造聚氨酯、聚酯、增塑剂、喷墨油墨和墨水、涂胶和香料等产品，也可用于防冻剂、合成润滑油、切削油、特殊洗涤剂、分散染料等产品的生产，拥有较为广阔的下游产品应用空间。
[0003]中国专利CN101225022和CN101270032分别报道了用负载型Ni和Ru催化剂催化戊二醛加氢制取1，5
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戊二醇。戊二醛是通过乙烯醚和丙烯醛进行催化缩合反应，再经水解得到的。该方法的缺点是技术路线长，成本价高，原料来源有限，乙烯醚非常不稳定，极易爆炸，安全风险高。
[0004]德国BAYER公司提出了用α，ω
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二元酸(碳数4～12)经酯化生成相应的二元酸酯，在经过液相加氢生成相应的α，ω
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二元醇(碳数4～12)的方法。加氢反应温度优选为190℃～240℃，压力优选为15～30MPa。但是该公司开发技术的缺点是加氢反应压力很高，这样对设备的压力要求增高，使生产装置的一次性投资增高，生产成本增加，同时也会加大生产中的操作难度。
[0005]中国专利CN1565728报道了采用戊二酸为原料，经酯化反应蒸馏等处理后得到戊二酸二甲酯，然后在铜锌铝催化剂作用下于150～350℃和3～5MPa加氢反应制备1，5
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戊二醇。但是该工艺流程较长，而且戊二酸来源于石油基原料，产量有限，导致成本比较高。
[0006]糠醛是生物质精炼的一个重要平台化合物，采用不同的加氢操作工艺及催化剂体系，可以得到复杂的糠醛加氢下游产物，涉及到呋喃环C＝O和C＝C双键加氢、C
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O键断裂及重排，可生成包括糠醇、四氢糠醇、四氢呋喃、呋喃、2
‑ꢀ
甲基呋喃、2
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甲基四氢呋喃、糠酸、环戊酮和环戊醇等石油化工产业中重要的高附加值化学品以及多元醇，特别是1，5
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戊二醇。采用生物质基原料可望改善当前石油基C5来源欠缺、碳排放量大等问题。
[0007]中国专利CN102872897公开了采用氢型超稳Y分子筛(H
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USY)负载Pt 催化剂，助剂为盐酸，120℃、1.5MPa条件下反应24h后，糠醇液相加氢氢解 1，5
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戊二醇收率可达82.6％。但是该催化剂的活性仍不高，且存在盐酸导致腐蚀严重的问题。
[0008]日本Tomishige研究小组首次报道以四氢糠醇为原料，一步法氢解制备1， 5
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戊二醇，其中转化率能达到90％以上，1，5
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戊二醇的选择性可高到90％以上，是目前已报道的最高收率(Chem.Comm.，2009，2035
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2037，Journal of Catalysis， 2009，267，89～92，Journal of catalysis，2012，294，171～183)。但是采用的催化剂为贵金属Rh或Ir系催化剂，价格昂贵，生产成本较高以及氢解开环需要较高的压力。
[0009]Adkins等报道以CuCr2O4为催化剂(Journal of the American Chemical Society, 1931,53(3):1091
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1095)，在175℃，10
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15MPa H2条件下，可以催化糠醛加氢 /氢解制备1，5
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戊二醇，但是其收率较低(20％)。该过程条件苛刻，使用环境不友好的Cu
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Cr做
催化剂，难以实现大规模发展。
[0010]中国专利CN114073967公开了一种Ni2Pt1/WO3‑
AlO3催化剂，反应温度首先在100℃停留5h，再升至160℃反应15h，压力3MPa，1，5
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戊二醇的收率为96.2％。这是首次关于担载型的含Ni合金纳米催化剂催化糠醛转化制备1， 5
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戊二醇的报道。尽管该方法副产物少、选择性高，但该催化剂水相稳定性较差，难以实现大规模的应用。
[0011]因此，开发出一种糠醛一步加氢制1，5
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戊二醇应用成本低、收率高且稳定性好的非贵金属催化剂是目前研究的难点，具有极大的经济效应和工业应用价值。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是开发出一种糠醛一步加氢制1，5
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戊二醇应用成本低、收率高且稳定性好的非贵金属催化剂，用于糠醛一步加氢制1，5
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戊二醇的方法。
[0013]本专利技术的技术方案：
[0014]一种糠醛一步加氢制1，5
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戊二醇的方法，以糠醛为原料，异丙醇为溶剂，采用镧系稀土金属复合氧化物负载纳米Ni催化剂作为加氢催化剂，在反应温度 130
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160℃，反应压力为2
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5MPa，反应时间为9
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48h下高压釜式反应器中选择催化加氢糠醛制1，5
‑
戊二醇；其中，镧系稀土金属复合氧化物负载纳米Ni催化剂的化学式为Ni/xLa2O3‑
M，其中M为CeO2、Sm2O3和Pr6O
11
，x为La与Ce、 Pr、Sm中的一种的摩尔比，比例不大于2；金属Ni的担载量为5wt.％～60wt.％。
[0015]上述镧系稀土金属复合氧化物负载纳米Ni催化剂与糠醛的质量比为 0.01～0.5，糠醛溶液在反应体系中的质量浓度为1
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30wt.％。
[0016]上述镧系稀土金属复合氧化物负载纳米Ni催化剂采用沉积沉淀
‑
水热合成法制备，具体步骤如下：将硝酸镍、硝酸镧以及硝酸铈、硝酸镨、硝酸钐中的一种溶于去离子水中，搅拌30min，然后逐滴加入2M NaOH溶液，直至溶液 pH值达到14，继续搅拌4h，再转入水热釜中，在120
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180℃下保持12
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72h；之后，样品洗涤至中性，干燥，研磨过筛，400℃空气中煅烧4h，350℃ H2还原3h，得到镧系稀土金属复合氧化物负载纳米Ni催化剂。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018](1)本专利技术采用廉价可再生生物质资源衍生的糠醛替代化石原料生产1， 5
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戊二醇，原料来源丰富且成本低；
[0019](2)本专利技术采用沉积沉淀
‑
水热合成法制备催化剂。120
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180℃的水热反应温度可以形成La2O3‑
M立方相结构，特别是La2O3‑
CeO2，La
3+
可以进入CeO2晶格中，占据Ce
4+<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种糠醛一步加氢制1，5
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戊二醇的方法，其特征在于，以糠醛为原料，异丙醇为溶剂，采用镧系稀土金属复合氧化物负载纳米Ni催化剂作为加氢催化剂，在反应温度130
‑
160℃，反应压力为2
‑
5MPa，反应时间为9
‑
48h下高压釜式反应器中选择催化加氢糠醛制1，5
‑
戊二醇；其中，镧系稀土金属复合氧化物负载纳米Ni催化剂的化学式为Ni/xLa2O3‑
M，其中M为CeO2、Sm2O3和Pr6O
11
，x为La与Ce、Pr、Sm中的一种的摩尔比，比例不大于2；金属Ni的担载量为5wt.％～60wt.％。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈霄，李容容，梁长海，牛鸿宇，
申请(专利权)人：大连理工大学成都研究院，
类型：发明
国别省市：