[发明专利]一种用于甘油水溶液氢解制1,3-丙二醇的催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于甘油水溶液氢解制1,3‑丙二醇的催化剂及其制备方法，该催化剂组成为M₂/(M₁@S)，其中M₁是Pt、Ir、Rh其中一种贵金属，S是包覆贵金属M₁纳米粒子的载体氧化物，是TiO₂、ZrO₂、SiO₂其中一元或二元复合氧化物，M₂是W、Re、Mo其中一种过渡金属氧化物。本发明所提供的催化剂在甘油水溶液氢解制1,3‑丙二醇反应中，表现出较好的活性和水热稳定性，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属催化剂技术领域，具体涉及一种用于甘油水溶液氢解制1,3-丙二醇的催化剂及其制备方法。

背景技术

甘油是生物柴油的副产物，每生产10kg生物柴油就会产生大约1kg甘油，随着生物柴油产业的快速发展，作为其副产物的甘油大量过剩。此外，利用淀粉类原料经微生物发酵也能生产甘油。近年来，以生物质为原料，通过加氢裂解的方式制备多元醇逐渐兴起，也提供了另一条潜在的甘油生产可持续化路径，因此甘油是一种大量过剩且可再生的基础原料。

1,3-丙二醇是一种重要的化工原料，可用作化妆品添加剂、抗冻剂、增塑剂、防腐剂、医药和有机合成中间体等，其中最重要的用途是作为单体与对苯二甲酸合成新型聚酯材料(PTT)，这种聚酯综合了尼龙的柔软性、腈纶的蓬松性、涤纶的抗污性，加上本身固有的优异回弹性和常温染色性，可生物降解等优点从而广泛应用于地毯、纺织、工程塑料和薄膜制造等方面，被专家预测为21世纪最重要的合成纤维之一，2010年PTT的需求量已达到100万吨/年。PTT的发展将进一步提高1,3-丙二醇的需求量，1,3-丙二醇的市场容量在2020年可达到227万吨/年，所以1,3-丙二醇生产工艺的开发研究极具工业价值。

1,3-丙二醇生产方法主要有环氧乙烷羰基化法、丙烯醛水合加氢法、甲醛乙醛缩合法、乙烯经Prins反应化合法和微生物发酵法等。但目前只有前两种实现了工业化。环氧乙烷羰基化法原料易得，产品质量优，但反应压力高达15MPa,需要复杂的反应器结构才能满足要求，而且催化剂制备复杂且不稳定。丙烯醛水合加氢法虽然反应条件温和，技术难度低，但是原料丙烯醛属于剧毒易燃易爆物品且难以储存和运输，生产成本相对较高。近年来通过微生物发酵法生产1,3-丙二醇的研究日益增多，微生物发酵法虽然条件温和，产物单一，不会产生环境污染，但是产物浓度低，能耗大，生产效率很低。总之，目前1,3-丙二醇的生产方法存在着较多问题，导致1,3-丙二醇生产成本高，阻止了优良聚酯PTT的大规模应用。