[发明专利]一种3-羟基丙醛催化加氢制备1，3-丙二醇的催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种3‑羟基丙醛加氢制备1，3‑丙二醇催化剂，包括载体A以及活性组分：Ni、Rh和金属X；简称为Ni‑Rh‑X/A催化剂；其中，活性组分X为铼、钨、铬、镧、铁、钼或钴中的任一种或多种的组合；载体A为二氧化硅、氧化铝、氧化镁、二氧化钛或活性白土中的任一种或多种的混合物；在该催化剂条件下，3‑羟基丙醛水溶液通过二段加氢反应转化为1，3‑丙二醇。该催化剂加入贵金属Rh，有效降低了反应压力；在第二段加入酸性催化剂，提高1，3‑丙二醇的选择性，从而解决了现有技术存在的问题，降低生产成本，提高效益。

技术领域

本发明涉及一种3-羟基丙醛催化加氢制备1，3-丙二醇的工艺方法，更具体的涉及一种3-羟基丙醛水溶液通过二段加氢转化为1，3-丙二醇的工艺方法。

背景技术

1，3-丙二醇是一种重要的有机化工原料，广泛用于增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂、聚酯和聚氨酯的合成，也可用作防冻剂、溶剂及保护剂等。其中最重要的应用是制备聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯(PPT)。PPT是一种性能优异的聚酯材料，兼具聚对苯二甲酸乙二醇酯的高性能和聚对苯二甲酸1，4-丁二醇酯的易加工性，又具有尼龙的良好的回弹性和抗污染性能，且易着色、耐磨，在地毯、工程塑料、服装面料等领域大有作为，前景广阔，是目前纤维合成开发的热点。目前由环氧乙烷氢甲酰化合成3-羟基丙醛，再通过加氢制备1，3-丙二醇是最成功的生产化路线。从现有专利上可知，3-羟基丙醛加氢制备1，3-丙二醇的催化剂分为：(1)Raney镍基催化剂；(2)铂、钯或钌为活性组分的负载型催化剂；(3)以镍为活性组分的负载型催化剂。

中国专利CN1122568以Cr、Zn、Mo、Fe或者Cr+Fe修饰的Raney镍基催化剂进行3-羟基丙醛间歇加氢制备1，3-丙二醇，在3.0-10.0MPa压力、50度下反应1h，然后再125-130度下加氢，1，3-丙二醇的收率为100％，但催化剂为粉体，反应后催化剂和反应液分离困难；而且是间歇釜式反应，很难大规模的工业应用。专利CN1428322中采用Ni-A型催化剂，通过两段加氢反应，由3-羟基丙醛加氢制备1，3-丙二醇，其中催化剂A为Cr、Zn、Mo或者Fe中的任何一种，3-羟基丙醛的转化率为100％，但催化剂的稳定性差。壳牌专利CN132847A中采用Ni-Mo-A的镍基催化剂，载体A为硅的氧化物或者金属氧化物，在10-15MPa压力，50-60℃/110-130℃的两段加氢，3-羟基丙醛的转化率为100％，1，3-丙二醇选择性为90％，由于生成了缩醛类的副产物，降低了PDO的选择性。

在国内外，由3-羟基丙醛加氢制备1，3-丙二醇的专利中，以镍为活性组分的催化剂所需的反应压力高于7MPa，壳牌的工艺流程中，反应压力10-15MPa，增加了难度和生产成本。壳牌在专利CN101583242A中，采用Ni-Mo-Ru-Al₂O₃的多组分催化剂，在6.89-11MPa压力下，通过50-100℃/120-190℃两段加氢，3-羟基丙醛的转化率为100％，1，3-丙二醇的选择性>90％，加氢反应所需的反应压力比不含贵金属的镍基催化剂低，但需要较高的反应条件，反应条件依旧比较高。

发明内容

本发明的目的在于针对目前3-羟基丙醛加氢制备1，3-丙二醇工艺的缺陷，提供一种负载型多组分催化剂以及制备方法，在该催化剂条件下，3-羟基丙醛水溶液通过二段加氢反应转化为1，3-丙二醇。该催化剂加入贵金属Rh，有效降低了反应压力；在第二段加入酸性催化剂，提高1，3-丙二醇的选择性，从而解决了现有技术存在的问题，降低生产成本，提高效益。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种3-羟基丙醛加氢制备1，3-丙二醇催化剂，包括载体A以及活性组分：Ni、Rh和金属X；简称为Ni-Rh-X/A催化剂；其中，活性组分X为铼、钨、铬、镧、铁、钼或钴中的任一种或多种的组合；载体A为二氧化硅、氧化铝、氧化镁、二氧化钛或活性白土中的任一种或多种的混合物。

优选的，所述活性组分X选自铼、钼、钴和镧。