[发明专利]一种糖类氢解制低碳二元醇催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种糖类氢解制低碳二元醇催化剂及其制备方法，所述催化剂包括活性组分、助剂和载体，活性组分为Ni，助剂选自W、Mo、Zr、Al、Ti、B中的一种或几种，载体为石油焦基活性炭。所述催化剂制备方法为（1）制备Ni(OH)₂/石油焦复合物；（2）将步骤（1）所得Ni(OH)₂/石油焦复合物、含助剂化合物及活化剂混合，混合均匀后进行活化；（3）将步骤（2）所得样品经洗涤、干燥后得到糖类氢解制低碳二元醇催化剂。制备的催化剂具有活性组分粒子大小均匀、分散好、活性高、低碳二元醇选择性好等优点。

技术领域

本发明属于化工催化领域，涉及一种催化材料及其制备方法，特别是涉及一种用于糖类氢解制低碳二元醇的催化剂及其制备方法。

背景技术

乙二醇和丙二醇是重要的基础有机化工原料，其中，乙二醇主要用于生产聚对苯二甲酸乙二酯和抗冻剂，也可用于生产合成树脂、润滑剂、软化剂、增湿剂、炸药等。丙二醇是不饱和树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂的重要原料，在工业中广泛用作抗冻剂、吸湿剂、润滑剂和溶剂等。目前，工业上乙二醇、丙二醇分别以石油下游产品乙烯、丙烯为原料进行生产。但随着石油资源的日益枯竭，以石油为原料的工艺受产能和价格影响明显，且工艺流程长，投资大，能耗高，因此，开发来源丰富的原料和绿色环保的工艺路线很有必要。

通过糖类的氢解制备低碳多元醇在国内外已有相关报道。WO2005/051874公开了采用钌和锇为催化剂催化氢解一些系列糖料：多羟基醇、醛糖、醛糖聚合物，制备了乙二醇、丙二醇和甘油。但是该专利采用的催化剂为贵金属催化剂，成本较高，限制了其工业应用。CN1762938A公开了一种以镍、钴、铼、铑、钌、锇等作为催化剂采用两步法，先将糖类在较低温度和压力下生成相应的糖醇，然后加入碱促进剂高温高压下反应得到乙二醇和丙二醇等。CN1919814A先将淀粉乳糖化得到葡萄糖糖浆，然后再采用两步法，即先用Ni 或者Ru 作为催化剂加氢生成山梨醇，并进一步用Ni/Ru、Ru、Co/Re 作为催化剂，以氢氧化钠作为促进剂，氢解山梨醇生成乙二醇和丙二醇。采用两步法将糖类转化成糖醇然后再进一步氢解，工艺流程复杂，且糖醇氢解过程必须加入碱促进剂，容易造成设备腐蚀，对设备的材质有着更高的要求。

CN102020531A提供了一种低碳多元醇的制备方法，该方法是用非贵金属Ni-W₂C/CNFs作为氢解催化剂来氢解糖类，低碳二元醇总收率不超过30%，选择性不高。

CN104772141A 公开了一种可用于葡萄糖氢解制备低碳二元醇的催化剂的制备方法；通过首先对催化剂载体进行预处理，之后将预处理后的催化剂载体用助剂金属溶液浸渍；再将负载助剂金属的催化剂载体用活性金属溶液浸渍；最后用氢气还原，得到可用于葡萄糖氢解制备低碳二元醇的催化剂。

综上现有技术可以看出，当前用于糖类氢解的催化剂通常都采用普通浸渍法制备，这种制备方法虽然操作简便，但存在制得的催化剂颗粒大小不一、分散不均匀、金属表面利用率低，导致转化率和选择性不高，催化效果不理想。此外，为提高催化效果，需要加入酸或碱作为促进剂，会对设备造成腐蚀，并增加生产成本，这些因素在很大程度上限制了其应用。尤其是在糖类氢解制备低碳二元醇领域中，催化剂的这些弊端使得利用糖类氢解制备低碳二元醇无法实现规模化。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种糖类氢解制低碳二元醇催化剂及其制备方法，所述催化剂以石油焦基活性炭为载体，制备的催化剂具有活性组分粒子大小均匀、分散好、活性高、低碳二元醇选择性好等优点。解决了采用现有制备方法得到的催化剂活性组分粒子大小不一、分散不均匀的问题。

本发明第一方面提供一种糖类氢解制低碳二元醇催化剂，所述催化剂包括活性组分、助剂和载体，活性组分为Ni，助剂选自W、Mo、Zr、Al、Ti、B中的一种或几种，优选为W、Zr、Ti、B中的一种或几种，载体为石油焦基活性炭，其中，以催化剂的重量为基准，Ni的含量为1%～20%，优选为5%～15%，助剂元素的含量为1%～10%，优选为1%～5%，载体的含量为71%～97%，优选为81%～93%。