[发明专利]一种催化加氢制备新戊二醇的方法

说明书

本发明公开了一种催化加氢制备新戊二醇的方法，由羟基新戊醛在纳米磷化镍的催化作用下，加氢制得新戊二醇。本发明一种催化加氢制备新戊二醇的方法，以纳米磷化镍为加氢催化剂，具有很高的活性和稳定性，纳米磷化镍在催化过程中不会团聚，热稳定性好、硬度大、抗氧化及耐腐蚀性强，表现出更高的表面活性位密度，耗氢量少，可重复利用；纳米磷化镍具有与贵金属相媲美的催化加氢能力，并且即可用于连续的固定床反应又可用于间歇的釜式反应；在较为温和的反应条件下，磷化镍可高效催化羟基新戊醛加氢制备新戊二醇；该催化体系产物后处理简单，成本低廉，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种催化加氢制备新戊二醇的方法，属于多元醇的制备领域。

背景技术

新戊二醇(简称NPG)分子含有特定的新戊基结构和二元醇结构，使其在聚脂类树脂、聚氨脂、粉末涂料及合成润滑油等领域有广泛的应用，并赋予这些材料良好的热稳定性和化学稳定性。

目前国内需用大量高纯度新戊二醇，市场缺口较大，仍有大量进口。传统的生产新戊二醇的甲酸钠法需耗用大量甲醛，并副产甲酸钠。由于甲酸钠与新戊二醇分离困难，而且甲酸钠是新戊二醇分解的促进剂，会严重影响产品的质量，副产甲酸钠脱除困难，产品质量差，成本高，经济效益不突出。加氢法制备新戊二醇提纯精制工艺简单，设备少，投资省，成本低，适合大规模连续化生产。国际上已普遍采用异丁醛和甲醛缩合制得羟基新戊醛，再加氢成新戊二醇的综合加氢工艺来生产新戊二醇。缩合加氢法的关键技术在于加氢催化剂的开发。目前所采用的加氢催化剂包括贵金属Pd、非贵金属Ni系及Cu系。贵金属昂贵不适合大规模生产；镍系催化剂以雷尼镍或用Mo、Co等改性的催化剂为代表，组分复杂，稳定性差、易团聚，会很快失活，使用寿命短，成本高，而且制备和后处理都比较复杂；铜系催化剂用于醛类加氢活性较差，仍需进一步改性，且成本相对较高。

发明内容

为了解决现有技术中甲酸钠法制备新戊二醇需耗用大量甲醛，并副产甲酸钠，产品质量差，成本高，经济效益不突出以及加氢法制备新戊二醇中加氢催化剂研究不够成熟等一系列问题，提供一种催化加氢制备新戊二醇的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种催化加氢制备新戊二醇的方法，由羟基新戊醛在纳米磷化镍的催化作用下，加氢制得新戊二醇。

现有技术中，由于纳米磷化镍表面能较大，易于团聚，其合成相对比较困难，因此多采用载体来分散磷化镍。但是对于负载型磷化镍，反应物必须经过载体孔道的内扩散才能与活性中心接触。对于羟基新戊醛分子，因其含有较多支链，会影响其在孔道内的内扩散，从而降低其反应速率。申请人研究发现，在十六烷基三甲基溴化铵保护下，并采用低温常压动态溶剂热法可以合成出稳定的纳米磷化镍。并且该磷化镍拥有较高的表面活性位密度。

为了进一步提高催化活性，纳米磷化镍的粒径为30-60nm。

上述催化加氢制备新戊二醇的方法，既可以采用连续的固定床反应，又可以采用间歇的釜式反应。

当采用连续固定床反应时，具体的制备方法优选如下：将纳米磷化镍装填于固定床反应器中，并于200±10℃下H₂流中预处理2±0.1h，然后通入质量浓度为11±2％的羟基新戊醛乙醇溶液，在温度为80-130℃、压力为0.5-3MPa的条件下反应，制得新戊二醇。

为了进一步保证原料的转化率和产品的选择性，H₂与羟基新戊醛的摩尔比为5-20；羟基新戊醛液时空速为0.5-2.0h^-1。

产物采用气相色谱分析。

当采用间歇釜式反应时，具体的制备方法优选如下：将质量浓度为11±2％的羟基新戊醛乙醇溶液与磷化镍一起装入高压反应釜，先后用He和H₂置换反应釜，并在温度为100-150℃、H₂压力为0.5-0.8MPa的条件下反应2-5h，离心除去催化剂，即得新戊二醇。