[发明专利]一种利用葡萄糖制取丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种利用葡萄糖制取丙烯的新方法，该方法适合利用葡萄糖碱性催化裂解制取丙烯。

背景技术

丙烯是一种重要的化工原料。丙烯用量最大的是生产聚丙烯，另外丙烯可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。

目前丙烯主要由化石能源路线生产。随着石油等能源的日益枯竭和化石能源带来的环境问题，可再生的生物质能源受到了广泛的关注。

中国专利CN101747135A提出了一种生物质催化裂解生产低碳烯烃的方法，将生物质原料或含生物质与烃油的原料与含五元环高硅沸石的催化剂在提升管或流化床反应器中接触，在裂解条件下进行反应得到液体产物和含有乙烯、丙烯的气体产物。中国专利CN102531816A提出了一种微藻催化裂解制取低碳烯烃的方法，将携带微藻原料的流体物质经过串联的预处理反应器和催化裂解反应器进行催化裂解，得到包含乙烯、丙烯和丁烯的低碳烯烃，其中的生物质主要指脂肪酸。中国专利CN101747134A提出了一种生物质催化裂化生产低碳烯烃的方法，将生物质原料或者含生物质与烃油的原料与裂化催化剂接触反应，其中的生物质主要指脂肪酸。

葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，是一种很重要的生物质能源。目前葡萄糖的利用主要是使用生物发酵的方法来制取各种化学品，生物发酵的产物浓度低，富集纯化需要的能量很大，而且发酵所用的周期很长。利用葡萄糖制取丙烯的技术和报道较少。

因此需要研究开发一种利用易得的原料制取丙烯的新方法。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种利用葡萄糖制取丙烯的新方法。本发明出人意料地利用葡萄糖在碱性条件下热解后经过催化剂床层反应可以制取丙烯。

因此，本发明提供了一种利用葡萄糖制取丙烯的方法(下面有时简称为“本发明的方法”)，所述方法包括以下步骤：将葡萄糖原料与过量的碱(即，碱与葡萄糖原料的摩尔比大于1)混合后装入管式反应器上段，催化剂置于反应器下段，催化剂活化后，将反应原料在140℃～700℃，优选300℃～700℃加热0.1hr～2hr，优选1hr～2hr，收集反应得到的气体产物，所述气体产物包含丙烯。

在本发明的方法中，葡萄糖原料、碱和催化剂均可以以固体的形式添加，例如，直接以市售的原料形式，或经过合适的粉碎或研磨设备处理后制成粉末或颗粒形式添加。若以粉末或颗粒形式装料，则其粒度不受限制，只要便于向反应器装料和相互混合即可。

在本发明的方法中，碱可以是碱金属或碱土金属的氧化物或氢氧化物中的一种或任意两种的混合物。

在本发明的方法的一个优选实施方案中，碱金属可以是钠，优选使用其氢氧化物，即氢氧化钠。

在本发明的方法的一个优选实施方案中，碱土金属可以是钙，优选使用其氧化物，即氧化钙。

在本发明的方法的进一步优选的实施方案中，碱为氧化钙和氢氧化钠的混合物，优选氧化钙和氢氧化钠的摩尔比为1∶1～1∶5。

在本发明的方法的优选实施方案中，催化剂可以是Al₂O₃、氧化硅、分子筛(例如，ZSM-5分子筛)等，优选Al₂O₃。催化剂的活化温度和活化时间可以根据所选的催化剂的常用最适活化温度和时间来确定。

在本发明的方法的优选实施方案中，催化剂的活化温度可以是180℃～550℃，优选250℃～550℃，活化时间可以在0.5hr～4hr的范围内选择。

在本发明中，反应器的使用不受限制，可以使用本领域中常用的管式反应器，例如，立式管式反应器，只要该反应器适于收集气体产物，并适于催化剂和原料充分混合即可。

本发明的有益效果：

1.本发明的方法开辟了一条由葡萄糖制取丙烯的新路径。

2.本发明的方法选择性高，过程简单，易于控制，有很高的经济价值和工业应用前景。

具体实施方式

以下通过实施例进一步详细说明本发明的技术方案和效果，本领域技术人员应该理解，下述实施例仅用于说明本发明，并非要限制本发明的范围。

实施例1

将10g葡萄糖与5g氧化钙，5g氢氧化钠混合均匀，置于管式反应器中，氧化铝550℃活化4hr后设定反应温度450℃，将原料加热至700℃，反应1hr，收集反应得到的气体，气体总收率12.0％，其中丙烯的收率3.1％。

实施例2