[发明专利]用于制备二醇的方法

说明书

本发明提供一种用于生产二醇的方法，包含以下步骤：向反应器容器添加含有糖的原料、溶剂、氢气、逆醇醛催化剂组合物和催化剂前体，和将所述反应器容器维持在一定温度和压力下，其中所述催化剂前体包含选自周期表的第8族、第9族、第10族和第11族的一种或多种阳离子，并且其中所述催化剂前体在所述反应器容器中存在氢气的情况下被还原成未负载的氢化催化剂。

技术领域

本发明涉及用于在将催化剂前体转化成用于方法的未负载的氢化催化剂的条件下由含有糖的原料制备二醇的方法。

背景技术

二醇(如单-乙二醇(MEG)和单-丙二醇(MPG))为许多商业应用(例如作为热传递介质、防冻剂和聚合物(如PET)的前体)的有价值的物质。乙二醇和丙二醇通常通过相对应环氧烷的水解以工业规模制备，所述环氧烷为由化石燃料产生的乙烯和丙烯的氧化产物。

近年来，越来越多的努力集中于由非石化的可再生原料(如基于糖分的物质)生产化学品，包括二醇。可将糖分转化成二醇视为具有在所需产物中保持完整的氧原子的起始物质的高效使用。

用于将糖转化成二醇的现行方法涉及氢解和氢化两步法，如在《应用化学国际版(Angew,Chem.Int.Ed.)》2008,47,8510-8513中所描述。

这类两步反应需要至少两种催化组分。专利申请WO2015028398描述用于将含有糖的原料转化成二醇的连续方法，其中实现起始物质和/或中间产物的基本上完全转化，并且其中减少形成副产物。在此方法中，含有糖的原料在反应器容器中与包含至少两种活性催化组分的催化剂组合物接触，所述至少两种活性催化组分包含具有氢化能力、选自第8、9或10族的过渡金属或其化合物的一种或多种物质的作为第一活性催化剂组分和具有逆醇醛催化能力、选自钨、钼及其化合物和络合物的一种或多种物质作为第二活性催化剂组分。在本文中提到的逆醇醛催化能力意指第二活性催化剂组分使糖分(如葡萄糖)的碳-碳键断裂以形成包含具有羰基和羟基的分子的逆醇醛片段的能力。举例来说，为醇醛产物的葡萄糖当断裂成简单逆醇醛片段时产生甘醇醛。

在化学品制造的领域中众所周知，催化剂可被描述为均相或非均相的，前者为在同一相中作为反应物存在和操作的那些催化剂，而后者为不在同一相中作为反应物存在和操作的那些催化剂。

通常，非均相催化剂可归类为两个大组。一个组包含负载催化组合物，其中催化活性组分附接到固体载体，如二氧化硅、氧化铝、氧化锆、活性碳或沸石。通常这些固体载体与其催化的方法的反应物混合或其可固定或限制在反应容器内并且反应物通过所述反应容器或越过所述反应容器。另一组包含催化组合物，其中催化活性组分为未负载的，即所述催化活性组分未附接到固体载体，此组的实例为催化剂的雷尼金属族。雷尼金属催化剂的实例为雷尼镍，其为主要由衍生自镍-铝合金的镍组成的细粒度固体。非均相催化剂的优点在于在从反应器容器提取未反应的反应物和产物的方法期间所述非均相催化剂可保留在反应器容器中，给予运营商多次使用同一批次的催化剂的能力。然而，非均相催化剂的缺点在于随时间推移其活性下降，出于如催化活性组分从其载体损失或浸出的原因，或因为由于不可溶的残渣不可逆沉积在催化剂的载体上而阻止反应物接近催化活性组分。随着其活性下降，需要替换催化剂，并且对于非均相催化剂，这必然需要停止催化剂催化并且打开反应器容器以用新鲜批次替换失活的催化剂的方法。这类停机时间对于方法的运营商是成本高的，因为在这类时间期间没有产物可生产，并且这类劳动密集的操作具有成本影响。

使用非均相催化剂的另一困难在于制备催化剂的方法，并且具体地说以产生最大催化活性的方式将催化活性组分固定到固体载体上的方法可为困难并且费时的。