[发明专利]用对于生产二醇类具有选择性的钼助催化剂的糖氢解

说明书

披露了一种氢解方法，该方法用于直接将由高果糖原料、高蔗糖原料或这些的组合构成的糖进料转化为包括丙二醇和乙二醇二者的混合低级多元醇产物。该方法提供了比乙二醇选择性更高的丙二醇选择性以使得在该混合低级多元醇产物中丙二醇比乙二醇以更大的程度存在。将该糖进料和氢源供应到反应容器中并在包含钼(Mo)和钌(Ru)的氢解催化剂的存在下反应。

技术领域

本发明总体上涉及催化剂，并且更具体地涉及具有由糖和氢的反应生产二醇类的提高的能力的助催化剂。

背景技术

生产生物基二醇类的常规方法包括使纯氢与糖(果糖和葡萄糖)和糖醇在氢化和氢解催化材料上反应。氢解是其中碳-碳或碳-杂原子单键断裂并经受由氢分解(离解)的化学反应。氢化是其中氢加成到分子上而没有断裂键的反应。

美国专利号4,496,780披露了使用复合在载体上的第VIII族金属(如钌)和碱土金属氧化物的非均相催化剂进行碳水化合物多元醇的加氢裂化。该方法需要150℃至250℃的温度和500至5,000psig的压力。

美国专利号4,476,331披露了使用负载的硫化的RuCl₃催化剂和碱在150℃至300℃的温度和500至5,000psig的烃压力下进行氢化糖到低级多元醇的氢解。

美国专利号4,401,823描述了多羟基化的化合物(如糖和醇)在浸渍有金属例如过渡金属如铬、钼、钨、铼、锰、铜、镉以及周期表中的第VIII族金属(包括铁、钴、镍，以及贵金属如铂、钯、铑、钌、铱和锇)的催化剂的存在下在175℃至250℃和10至2,000psi下的氢解以产生醇、酸、酮和醚。

已经公开了使用催化剂从生物质衍生的含氧烃(如糖、糖醇、糖化物等)生产多元醇和其他化合物的各种其他方法。

例如，美国8,710,281描述了使用含有铂、钌以及锡的催化剂由生物质衍生的含氧烃(如糖、糖醇、糖化物等)生产多元醇、酮、羧酸、醛以及醇的方法。所披露的方法包括使用APR催化剂的水相重整(APR)，接着是加氢脱氧。APR催化剂被描述为包括载体和至少一种第VIIIB族金属，如尤其是Ru。该专利还指出APR催化剂也可以包括至少一种来自第VIIIB族、VIIB族、VIB族、VB族、IVB族、IIB族、IB族、IVA族、VA族金属和镧系元素(如尤其是Mo)的额外的材料。类似地，美国7,767,867描述了使用生物质产生的氢由生物质生产丙二醇、乙二醇和其他化合物的APR和加氢脱氧方法。

美国9,440,897描述了一种用于由蔗糖制备单乙二醇的方法，其包括以下步骤：i)水解蔗糖以形成包含葡萄糖和果糖的反应产物流；ii)将该包含葡萄糖和果糖的反应产物流分离为富含果糖或果糖衍生物的流和富含葡萄糖的流；以及iii)使该富含葡萄糖的流与氢在反应器中在溶剂和具有催化氢化能力的催化体系的存在下接触，以产生具有低的单丙二醇副产物产生的包含单乙二醇的产物流。

WO 2017/055285描述了一种用于生产二醇类的方法，其包括向反应器容器中加入含糖化物的原料、溶剂、氢、逆醛醇(retro-aldol)催化剂组合物和催化剂前体并且将反应器容器维持在一定温度和压力下的步骤，其中该催化剂前体包含一种或多种选自周期表的第8、9、10和11族的阳离子，并且其中该催化剂前体在反应器容器中在氢的存在下被还原为未负载的氢化催化剂。

WO 2017/055289描述了一种用于由含糖化物的原料制备二醇类的方法，其包括以下步骤：(a)在反应器容器中制备反应混合物，该反应混合物包括含糖化物的原料、溶剂、具有逆醛醇催化能力的催化剂组分以及包含选自周期表的第8、9和10族的元素的第一氢化催化剂；(b)向反应器容器中的反应混合物供应氢气；(c)监测第一氢化催化剂的活性；(d)通过在反应器中使包含一种或多种选自铬和周期表的第8、9、10和11族的元素的催化剂前体与肼接触以将催化剂前体转化为第二氢化催化剂来制备第二氢化催化剂；(e)当氢化活性下降时，向反应器容器中供应第二氢化催化剂以补偿反应器容器中下降的氢化活性。