[发明专利]甘油氢解催化剂及其制备方法和应用以及甘油氢解方法

说明书

本发明涉及甘油氢解领域，公开了一种甘油氢解催化剂及其制备方法和应用以及甘油氢解方法，该制备方法包括：(1)用含有第二活性金属组分的化合物的溶液浸渍含氧化铝载体，对得到的固体物料进行干燥和任选地焙烧，得到含第二活性金属组分的催化剂前体；(2)将所述催化剂前体与含有第一活性金属组分的化合物的溶液混合，得到混合物，向所述混合物中通入含H₂和CO的气体以对所述混合物进行还原；所述第一活性金属组分选自Pt、Ir、Rh和Pd中的至少一种，所述第二活性金属组分选自Zr、Ta、Mn、W和Re中的至少一种。本发明提供的甘油氢解催化剂在甘油氢解反应过程中，具有较高的活性和选择性。

技术领域

本发明涉及甘油氢解领域，具体涉及一种甘油氢解催化剂及其制备方法和应用以及甘油氢解方法。

背景技术

1,3-丙二醇是一种重要的有机化工原料，其最主要的用途是作为新型聚酯材料聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯(PTT)的原料。业内普遍认为PTT纤维将逐步替代涤纶和锦纶成为21世纪大型纤维，具有广阔的应用前景。此外，生物柴油生产过程副产的甘油严重过剩，研究甘油的深加工技术具有重要的意义。因此，以甘油为原料制备1,3-丙二醇被广泛认为是一条具有重要应用前景的转化途径。

目前，甘油生产1,3-丙二醇主要方法有生物发酵法、环氧乙烷羰基化法、丙烯醛水合氢化法和一步氢解法等。环氧乙烷羰基化法和丙烯醛水合氢化法这两种工艺路线的原料都来自石油，其发展受到石油原料的限制。而一步氢解法具有原料适应性广、工艺流程短，氢耗低、环境污染少、毒性低等优点，具有重要的应用前景。

文献(Green Chemistry,2017,19:2174)采用W掺杂的SBA-15负载Pt催化剂，在150℃和4.0MPa压力下甘油的转化率和选择性均较高，但催化剂成本较高，催化剂活性还有待进一步提高。

文献(Green Chemistry,2011,13:2004)采用Pt-Sulfated/ZrO₂催化剂以DMI为溶剂，在170℃温度和7.3MPa压力下甘油的转化率和选择性均较高(83.5％)，但其公开的方法存在反应压力高，有机溶剂存在环境污染等问题。

CN104582839A公开了一种以勃姆石为载体的Pt-WOx催化剂，但其公开的催化剂整体活性较低。

目前，甘油一步氢解法制备1,3-丙二醇普遍存在催化剂活性低、1,3-丙二醇选择性低、时空收率低和催化剂成本高等问题。因此，如何提高活性金属(如Pt等)的利用率、催化剂选择性、降低催化剂成本一直以来都是甘油氢解催化剂开发的难点和方向。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的甘油氢解催化剂活性低、选择性差的缺陷，提供一种甘油氢解催化剂及其制备方法和应用以及甘油氢解方法。本发明提供的甘油氢解催化剂在甘油氢解反应过程中，具有较高的活性和选择性。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种甘油氢解催化剂的制备方法，该制备方法包括：

(1)用含有第二活性金属组分的化合物的溶液浸渍含氧化铝载体，对得到的固体物料进行干燥和任选地焙烧，得到含第二活性金属组分的催化剂前体；

(2)将所述催化剂前体与含有第一活性金属组分的化合物的溶液混合，得到混合物，向所述混合物中通入含H₂和CO的气体以对所述混合物进行还原；

所述第一活性金属组分选自Pt、Ir、Rh和Pd中的至少一种，所述第二活性金属组分选自Zr、Ta、Mn、W和Re中的至少一种。