[发明专利]用于1,4-环己烷二甲酸生产的催化剂和其应用

说明书

本发明涉及用于1,4‑环己烷二甲酸生产的催化剂和其应用，解决现有技术中对苯二甲酸加氢制备1,4‑环己烷二甲酸时其中的反式‑1,4‑环己烷二甲酸选择性低的问题。通过采用用于1,4‑环己烷二甲酸生产的催化剂，包括载体、活性组分和助活性组分，所述载体为活性炭，活性组分包括Cu元素和Fe元素，所述助活性组分包括选自由P和B所组成的物质组中的至少一种的技术方案，可用于生产高选择性反式‑1,4‑环己烷二甲酸的工业生产中。

技术领域

本发明涉及用于1,4-环己烷二甲酸生产的加氢催化剂，其制备方法以及应用。

背景技术

1,4-环己烷二甲酸(1,4-cyclohexanedicarboxylic acid，简称CHDA)，是脂肪族二元酸，具有对称结构1,4位取代基和脂肪族环状结构等特点，为高性能涂料用聚酯树脂和玻璃纤维增强塑料带来了许多独特的性能，产品用于汽车、运输、工业维护、航空航天、建筑物、设备仪器和普通金属及胶衣涂料等方面。除此之外，在医药方面，CHDA可用于合成消化性溃疡药。近十几年来，以对苯二甲酸为原料直接加氢制备CHDA的工艺技术取得了快速进展，如美国Eastman化学公司在中国的专利CN1229322(标题为：苯二甲酸的氢化)以0.5wt％Pd/C为催化剂，考察了浓度为5wt％的对苯二甲酸水溶液在200℃、230℃和260℃的加氢反应，发现随着反应温度的增加，CHDA的选择性呈现不断下降的趋势，当温度达到260℃时，CHDA的选择性仅有85.5％，生成了相当量的对苯二甲酸的脱羧基产物，如环己烷甲酸、苯甲酸等。除此之外，日本三菱瓦斯化学株式会社的美国专利US6541662(标题为：Process forproducing a hydrogenation product of an aromatic carboxylic acid)采用5wt％Pd/C为催化剂，在反应温度为190℃下反应6h，对苯二甲酸的转化率达到了96.2％，CHDA的收率也达到了93.2％，但当他们将反应温度提高至270℃反应6h，对苯二甲酸的转化率达到了100％，但CHDA的收率却下降至82.5％，生成了大量的环己烷和甲基环己烷等对苯二甲酸的脱羧基产物。因此，反应温度对对苯二甲酸加氢产物的分布有着重大的影响。由于对苯二甲酸在水中的溶解度在低温下十分有限，而反应又需要在水溶液中进行，因此要实现经济的工业生产必须在高温下进行。但现有技术普遍存在当反应温度高于260℃后，对苯二甲酸易发生脱羧基反应生成相当量的脱羧基产物，如苯甲酸、环己甲酸、甲基环己烷和环己烷，从而导致目标产物1,4-环己烷二甲酸收率下降的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的对苯二甲酸加氢制备1,4-环己烷二甲酸时其中的反式-1,4-环己烷二甲酸选择性低的问题，提供一种用于1,4-环己烷二甲酸生产的催化剂。该催化剂具有对苯二甲酸加氢生成反式-1,4-环己烷二甲酸选择性高的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是上述技术问题之一所述催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是上述所述催化剂的应用。

本发明所要解决的技术问题之四是采用上述催化剂的1,4-环己烷二甲酸生产方法。

为了解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：用于1,4-环己烷二甲酸生产的催化剂，包括载体、活性组分和助活性组分，所述载体为活性炭，活性组分包括Cu元素和Fe元素，所述助活性组分包括选自由P和B所组成的物质组中的至少一种。

P或B能够提高1,4-环己烷二甲酸收率和提高1,4-环己烷二甲酸选择性。