[发明专利]利用生物质衍生物乳酸乙酯制备1, 2-丙二醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源化工的技术领域，具体涉及一种利用生物质衍生物乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法。

背景技术

化石能源的枯竭给人类的发展敲响了警钟，使用化石燃料的同时，CO₂的排放也增多，对减排温室气体是一个严峻的挑战，而开发新能源是解决这一难题的最有效的方法之一。目前，工业使用的1,2-丙二醇主要是通过环氧丙烷经催化水合法制得，但是该方法存在以下缺点：(1)该方法需要消耗丙烯，而目前丙烯主要靠传统石油资源炼制，随着上世纪70年代石油危机的到来，主要靠乙烯为原料生产1,2-丙二醇的方法的经济性势必会逐渐降低；(2)该方法水合环氧丙烷的物质的量比较高，产物含水量较大，需要设置多个蒸发器进行脱水，造成工艺流程长、使用设备多，从而导致成本增大；(3)1,2-丙二醇选择性偏低，反应过程产生大量二丙二醇等产物，使得分离精制工艺复杂，能耗大。故寻求可再生能源来代替化石燃料，开发对环境友好、经济、绿色环保的制备1,2-丙二醇的新方法势在必行。生物质由于其具有可再生性、低污染性、广泛分布性和总量丰富的特点，在未来能源化工领域将有很大的应用前景。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用生物质衍生物乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法，以解决现有制备的1,2-丙二醇的方法存在的上述技术问题。

本发明目的通过以下的技术方案实现：

一种利用生物质衍生物乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法，所述方法包括以下步骤：

A、在水热反应器中加入乳酸乙酯、催化剂、还原剂及水，其中，所述乳酸乙酯、催化剂、还原剂的摩尔比为0.5:3～9:18～28，所述水热反应器中水填充 率为10％～45％；

B、往所述水热反应器中充入氮气之后密封；

C、将所述水热反应器置于150～250℃条件下反应60～180min；

D、反应结束后，过滤反应混合物，即得1,2-丙二醇。

优选地，所述催化剂选自金属或金属氧化物粉末。

优选地，所述催化剂选自Co、CuO或Cu₂O的其中一种。

优选地，所述还原剂包括金属粉末单质。

优选地，所述金属粉末单质选自Fe或Zn的其中一种。

优选地，所述过滤步骤包括采用0.22μm-0.45μm的滤膜进行过滤。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

(1)本发明使用水作为氢源及反应溶剂，能高效、高选择性地合成1,2-丙二醇,对环境污染小，转化率高，无需使用传统工业制法中所要消耗的化石燃料，无需制备复杂的催化剂，操作简单，有利于工业化生产；

(2)本发明使用生物质衍生物乳酸乙酯作原料制备1,2-丙二醇，乳酸乙酯可以从农作物(如秸秆)以及生物质流的发酵而得到，无需消耗化石能源，可缓解如今全球面临的能源危机问题；

(3)本发明使用高温高压水作反应溶剂，与普通水相比，高温高压水的介电常数降低，分子间的氢键减弱，等温可压缩性提高，离子常数(K_w)比常温水几乎增加了1000倍，利用高温高压水的这些特性，可实现用廉价易得的金属及其化合物做还原剂及催化剂在水热条件下将乳酸乙酯转化成为1,2-丙二醇这种高附加值的有机物，可实现高效低耗转化有机资源；

(4)本发明无需额外通入高纯氢气，极大地降低了反应能耗，且更加绿色环保，对环境造成的污染小；

(5)本发明使用廉价易得的金属及金属氧化物作催化剂，无需制备复杂的贵金属催化剂，从而可降低成本；

(6)无需添加碱； 

(7)本发明的1,2-丙二醇产率可达93.6％，选择性好，反应副产物较少。

附图说明

图1为实施例1的产物的GC/MS谱图；

图2为实施例1的产物的HPLC谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限定本发明的保护范围。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

实施例1