[发明专利]一种从脂肪酸或脂肪酸酯选择性加氢制备脂肪醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化加氢技术领域，尤其涉及一种从脂肪酸或脂肪酸酯选择性加氢制备脂肪醇的方法，以及应用于脂肪酸或脂肪酸酯选择性加氢制备脂肪醇的反应中的负载型催化剂。

背景技术

脂肪醇由于具有生物降解性好、复配性好、溶解度高及耐低温性好等优点，被广泛用于化工、轻工、农业及食品工业生产中。如在化工业中可作为油漆，维生素，化妆品中的溶剂和稳定剂；在农业中可用于植物生产促进剂、种子发芽保温膜等；在食品行业可用于食品涂膜保鲜等。其用量大且附加值高，在国民经济中具有重要的作用。

高级脂肪醇的制备方法主要有油脂直接加氢制备法、脂肪酸加氢制备法、脂肪酸甲酯加氢制备法。目前采用较多的是脂肪酸甲酯加氢制备法：其是将油脂和甲醇通过转酯化反应生成脂肪酸甲酯，脂肪酸甲酯在催化剂作用下加氢制的高级脂肪酸。USP5124491公开了一种铜-铬-镁-硅-钡催化剂，该催化剂具有较高的脂肪酸甲酯加氢活性，但选择性较低，最高只有85.6wt％。CN102807470A公开了一种改进高级脂肪醇的制备方法，包括将油脂与甲醇通过转酯化反应生成脂肪酸甲脂、将脂肪酸甲酯加氢生成高级脂肪醇的步骤，其特征在于还包括在将脂肪酸甲酯加氢前先用尿素包合法分离纯化的步骤。选择性和转化率都提到了提高，均可达90％以上，但多了前处理一步。目前，工业上主要采用CuCr催化剂，但CuCr催化剂在制备过程中排放的Cr⁶⁺对环境造成了严重的污染。CN101733124A公开了一种固定加氢连续声场脂肪醇的催化剂及制法和应用，催化剂以铜和锌为组分，以锰、钡或锆的一种或者多种为助催化剂，以硅和铝为结构助剂，其制备方法包括：将酸性铝酸盐溶液和碱性硅酸钠溶液中成胶反应，在50-80℃老化0.5-2h，将铜、锌的可溶性盐和锰、钡、锆中的一种或者多种可溶性盐混合均匀，与碱性沉淀剂溶液并流加入，得到沉淀，洗涤、干燥、焙烧后得到催化剂。虽然该催化剂是CuCr催化剂的一种良好替代品，但是制备方法影响因素多，不易于控制，催化剂重现性差。CN10129805A公开了一种铜锌催化剂，该催化剂采用中孔分子筛，负载一定量的铜锌，但该催化剂用于脂肪酸甲酯加氢，虽然选择性较好，转化率稍低，并且反应压力均在12MPa以上。

总的来说，到目前为止，制备脂肪醇的方面主要存在着问题：工业上主要采用CuCr催化剂，但CuCr催化剂在制备过程中排放的Cr⁶⁺对环境造成了严重的污染。其他催化剂存在着反应条件苛刻、选择性和转化率难以统一、反应过程复杂等一些缺点。工业采用较多的是脂肪醇甲酯加氢制备法：其是将油脂和甲醇通过转酯化反应生成脂肪酸甲酯，脂肪酸甲酯在催化剂作用下加氢制的高级脂肪酸；对油脂的转化需要一步酯交换的步骤，缺乏对油脂直接转化的反应路径。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种工艺简单且具有高转化率和选择性，不需要酯交换前处理，可直接将脂肪酸或脂肪酸酯选择性加氢转化为对应饱和脂肪醇的方法。

本发明从脂肪酸或脂肪酸酯选择性加氢制备脂肪醇的方法，将原料脂肪酸或脂肪酸酯、负载型催化剂、溶剂加入反应器如高压釜中，在0.1-20MPa低压条件下，升温至反应温度100-300℃，持续反应0.1-48h，制备得到产物脂肪醇。其中，所述负载型催化剂包括主要活性组分Ru和载体。

本发明方法中，所述原料脂肪酸或脂肪酸酯包括公知的脂肪酸，脂肪酸酯，或含有脂肪酸和/或脂肪酸酯的动物油脂、植物油脂、混合油脂中的一种或多种。其中，所述脂肪酸包括硬脂酸，月桂酸，肉豆蔻酸和DHA等。所述脂肪酸酯包括脂肪酸甲脂，脂肪酸乙脂和甘油脂肪酸酯等。所述含有脂肪酸和脂肪酸酯的动物油脂、植物油脂、混合油脂包括棕榈油，海藻油，麻风子油，地沟油等。

本发明方法中，所述负载型催化剂与所述原料脂肪酸或脂肪酸酯的摩尔比为1∶1-1000。

本发明方法中，所述溶剂选用脂肪烃类、脂环烃、卤化烃、水、醇类、醚类、二醇衍生物、四氢呋喃、二氧六环的一种或者多种。优选为脂肪烃类、脂环烃和醇类。

本发明负载型催化剂包括主要活性组分Ru和载体。本发明负载型催化剂包括：Ru-Sn/SiO₂、Ru-Sn-Pt/C、Ru-Cu/SBA-15、Ru-Co/SiO₂、Ru-Sn-Pt/Silicate-1、Ru-Sn-Pt/SiO₂等。