[发明专利]一种甘油加氢脱氧催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于催化剂制备领域，具体涉及一种甘油加氢脱氧催化剂及其制备方法与应用。甘油加氢脱氧催化剂包括催化剂载体，催化剂载体包括分子筛载体和掺杂于分子筛载体中的掺杂金属组分，掺杂金属组分包括W；甘油加氢脱氧催化剂还包括负载于催化剂载体的活性金属组分，活性金属组分包括Pt。本发明在所制备催化剂的作用下可以得到附加值高的1,3‑丙二醇和正丙醇同时1,3‑丙二醇和正丙醇的选择性可调，从而有效实现了甘油的高附加值化。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，具体涉及一种甘油加氢脱氧催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着化石资源的消耗以及全球温室效应的影响，人们越来越多的转向可持续发展的道路，这一转变促使了从生物质出发制备的能源燃料及化学品，因此，近年来生物柴油产业发展越来越迅速。在生产生物柴油过程中每产生10吨的生物柴油伴随着1吨的甘油副产物生成，这导致甘油大量过剩，价格低廉。从分子结构式上来讲1,3-丙二醇与甘油仅有一个羟基之差，因此通过加氢脱氧的手段将价格低廉的甘油转化至1,3-丙二醇具有重大经济效益。

1,3-丙二醇作为一种重要的化工原料可以用于油墨、印染、润滑剂、抗冻剂以及增塑剂等，还可以合成药物中间体及化妆品的添加剂等。在这些应用中1,3-丙二醇的最要的用途是作为合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的单体，由于PTT良好的特性使得PTT的在众多的领域具有很大的应用潜力，而合成PTT的经济性受限于1,3-丙二醇的合成的经济性。目前工业上生产1,3-丙二醇的主要是荷兰壳牌(Shell)公司的环氧乙烷甲酰化法和德国德固赛(Degussa)公司的丙烯醛水合法，这两种方法原料均为易燃易爆和剧毒的化学原料在生产中存在较大安全隐患，杜邦公司采用微生物法(甘油发酵法)，采用两段发酵方式，反应物浓度很低。因此开发新型1,3-丙二醇的绿色合成路线非常有必要。

甘油直接加氢脱氧制备1,3-丙二醇由于其工艺简单，价格低廉，近年来受到了广泛关注。但现有技术中仍存在金属负载量高，液体空速比较低，溶剂为有机物、反应效率较低等问题，而且也有现有技术中采用间歇反应釜，甘油浓度较低，不利于工业放大。在甘油加氢脱氧向1,3-丙二醇转化的过程为动力学控制的过程，热力学不利，反应时间较长，转化效率比较低，若要得到高选择性的1,3-丙二醇需要我们从动力学上进行调控使得反应体系能够提供一个更易于向1,3-丙二醇转化的环境。因此需要从催化剂的结构组成着手，开发高选择性的催化剂，优化出一条高效转化路径。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种甘油加氢脱氧催化剂及其制备方法与应用，本发明通过制备高效催化剂，温和调控的水热反应体系，选择性调节1,3-丙二醇和正丙醇等高附加值的化学品，由于甘油是柴油生产过程的主要副产物，产能过剩价格低廉，能够生物质资源的高效利用。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种甘油加氢脱氧催化剂，所述甘油加氢脱氧催化剂包括催化剂载体，所述催化剂载体包括分子筛载体和掺杂于分子筛载体中的掺杂金属组分，所述掺杂金属组分为W；所述甘油加氢脱氧催化剂还包括负载于催化剂载体的活性金属组分，所述活性金属组分为Pt。

在本发明的一些实施方式中，所述催化剂载体中，所述掺杂金属组分的掺杂量为0.1wt％～5.0wt％；优选为0.5wt％～3.0wt％。

在本发明的一些实施方式中，所述活性金属组分的负载量为0.1wt％～5.0％；优选为0.5wt％～3.0wt％。

在本发明的一些实施方式中，所述分子筛载体选自Beta分子筛，USY分子筛，HZSM-5分子筛中的一种或多种的组合。

本发明另一方面提供本发明所述的甘油加氢脱氧催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将分子筛载体分散到掺杂金属组分的前躯体溶液中，干燥后制备获得催化剂载体；