[发明专利]连续加氢裂解纤维素生产乙二醇及1,2-丙二醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维素制乙二醇、1，2-丙二醇的工艺过程，具体地说是一种半均相催化加氢裂解纤维素转化生产乙二醇及1，2-丙二醇的连续反应工艺过程。 

背景技术

乙二醇是重要的能源液体燃料，也是非常重要的聚酯合成原料，例如，用于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，还可以用作防冻剂、润滑剂、增塑剂、表面活性剂等，是用途广泛的有机化工原料。 

目前，乙二醇的工业生产主要是采用石油原料路线，即乙烯环氧化后得到环氧乙烷，然后水合得到乙二醇【文献1：崔小明，国内外乙二醇生产发展概况，化学工业，2007，25，(4)，15-21.文献2：Process for preparing ethanediol by catalyzing epoxyethane hydration，Patent No.CN1463960-A；CN1204103-C】。合成方法依赖于不可再生的石油资源，而且生产过程中包括选择氧化或环氧化步骤，技术难度大，效率低，副产物多，物耗高且污染严重。 

利用具有可再生性的生物质制备乙二醇，可以减少人类对化石能源物质的依赖，有利于实现环境友好和经济可持续发展。目前生物质转化制乙二醇的研究多数集中在淀粉、葡萄糖、蔗糖、己糖醇等为原料的转化【文献3：Process for the preparation of lower polyhydric alcohols，patent，No.US5107018.文献4：Preparation of lower polyhydric alcohols，patent，No.US5210335.文献5：一种生产乙二醇的新工艺，CN200610068869.5文献6：一种由山梨醇裂解生产二元醇和多元醇的方法，CN200510008652.0文献7：一种多羟基化合物制乙二醇的方法，CN200810229065.8】。然而，这些生产原料本身就是人类赖以生存的食粮，以此制备乙二醇必然使人类面临着生存与发展之间的冲突矛盾。纤维素是地球上产量最大的可再生资源，来源非常丰富，例如农业生产中剩余的秸秆、林业生产的废料等等，利用成本非常低廉。利用纤维素制乙二醇不仅可以开辟新的合成路径，实现由廉价的纤维素得到高经济价值的产品。而且，由于纤维素不能被人类食用，因而不会对人类的粮食安全造成影响。另外，纤维素是由葡萄糖单元通过糖苷键缩聚而成，含有大量的羟基。在纤维素转化制乙二醇的过程中，这些羟基得到完全的保留，使得这 一转化过程具有极高的原子经济性。由此可见，由纤维素转化制乙二醇具有诸多其他生产途径不可比拟的显著优势。 

目前，利用纤维素半纤维素的直接催化转化制乙二醇、丙二醇的反应是在间歇式的反应釜中进行的【文献8：碳化钨催化剂及其制备和在纤维素制乙二醇反应中的应用，CN200810012830.0；文献9：一种纤维素制乙二醇的方法，CN200810228257.7；文献10：US2010/0256424，文献11：US 2010/0255983，文献12：Angew.Chem.Int.Ed 2008，47，8510-8513，文献13：Chem.Commun.，2010，46，862-864，文献14：ChemSusChem 2010，3，63-66】。从大规模工业应用的角度来看，间歇式操作不仅耗时、操作不便，而且浪费能源和物料。因而，为便于大规模工业化应用，降低操作成本、提高反应效率，发展高效的连续式反应工艺过程至关重要。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种半均相催化加氢裂解纤维素转化生产乙二醇及1，2-丙二醇的连续反应工艺过程。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：反应过程包括反应物进料、催化反应、反应器流出气体液体固体分离、气体回收、可溶性催化剂回收、反应液回流、产品精制几个环节。为完成这些反应环节，采用了说明书附图1所示的反应流程。 

糖原料为纤维素，来源于生物质，包括纸浆、含纤维素的废弃物和回收物、林业废弃物、木材、纸板、能源植物、农作物秸秆中的一种或二种以上。