[发明专利]羧酸酯直接氢化的方法和催化剂

说明书

本发明涉及一种主要在液相中对羧酸酯直接氢化的方法和催化剂，该方法中使用的催化剂含有一种铜化合物、一种锌化合物和至少一种选自铝、锆、镁、稀土元素的化合物及其混合物。

羧酸和羧酸酯氢化生成醇在本专业中是已知的；为了进行氢化，已提出了各种方法和催化剂。一种通常的实施方法涉及使用含亚铬酸铜的氢化催化剂。虽然含亚铬酸铜的催化剂是成功的并可商购，但由于铬可以不同的氧化态存在，所以废亚铬酸铜催化剂的处理是一个问题。据报导，这些氧化态中有一些是对人类有毒的。

根据DE-A4206750、US-A-5334779和EP-A0434062，这样一些催化剂及其在羧酸氢化中的应用是已知的。这些催化剂基于酮、锌以及选自铝、镁、锆的第三种元素的各种氧化物及其混合物。

根据DE-A4206750，催化剂的焙烧温度为250-450℃，进行氢化反应的压力为18-35兆帕(等于181-351巴表压)。

根据US-A-5334779，这些催化剂通过在400～650℃的温度下焙烧(中间体)催化剂组分的沉积物的方法来制备。但是，为了达到合理的活性，氢压处于68～170巴(绝对)的上限范围、如163巴是需要的。因此，有较宽操作范围并能在较低压力下氢化的催化剂仍然是需要的。

根据EP-A0434062，催化剂的焙烧温度为约300-550℃，进行氢化操作的压力处于200-2000磅/吋²(表压)的较宽范围。但是该文件规定，氢化反应必须在气相操作。

所以，本发明提供一种羧酸酯直接氢化的方法，该方法包括，使一种或多种醇与氢在这样一种催化剂存在下接触和反应，这种催化剂含有一种铜化合物、一种锌化合物和至少一种选自铝、锆、镁、稀土元素的化合物及其混合物作为其成分，通过在200至小于400℃的温度下焙烧这些催化剂成分来制备该催化剂，其特征在于，该方法是在液相下、在170-250℃和20.7-138巴下进行。

本发明涉及一种羧酸酯直接氢化生成脂肪醇的方法。适合的羧酸酯包括(ⅰ)洗涤剂范围的甲酯，(ⅱ)甘油三酯和(ⅲ)蜡酯。正如这里使用的，术语“洗涤剂范围的甲酯”指这样一些化合物，典型为C₆-C₂₂化合物，它们通过天然油如椰子油、菜籽油和棕榈油的酯交换制得的。洗涤剂范围的甲酯的例子包括癸酸甲酯、十二烷酸甲酯(月桂酸甲酯)、十四烷酸甲酯(肉豆蔻酸甲酯)、十六烷酸甲酯(棕榈酸甲酯)、十八烷酸甲酯(硬脂酸甲酯)和十八烯酸甲酯(油酸甲酯)。

正如这里使用的，术语“甘油三酯”指天然的甘油三酯，典型为C₆-C₆₆化合物，它们为植物和动物中的油和脂。可用作本发明方法的原料的甘油三酯例子有包括基因工程法处理的油在内的天然油，如棕榈仁油、椰子油、菜籽油、牛油和棕榈油；以及植物油，如大豆油、向日葵油、玉米油、花生油。

正如这里使用的，术语“蜡酯”指这样一些化合物，典型为C₆-C₄₄化合物；它们通过天然甘油三酯的酯交换来制得。可用来生产蜡酯的原料甘油三酯的例子包括天然油，如椰子油、菜籽油和棕榈油；和动物脂，如猪油、牛油和鱼油。蜡酯的例子包括癸酸癸酯、十二烷酸十二烷基酯(月桂酸月桂酯)、十四烷酸十四烷基酯(肉豆蔻酸肉豆蔻酯)、十六烷酸十六烷基酯(棕榈酸棕榈酯)、十八烷酸十八烷基酯(硬脂酸酯或异硬脂酸酯)、十八烯酸十八烯基酯(油酸酯、亚油酸酯或亚麻酸酯)、肉豆蔻酸月桂酯、棕榈酸肉豆蔻酯、月桂酸油基酯和十二十烷酸二十二烷基酸(瓢儿菜酸瓢儿菜基酯)。

正如这里使用的，术语“脂肪醇”指这样一种醇，优选含有约6至约22个碳原子，更优选约10至约22个碳原子的直链醇。用本发明的直接氢化法生产的典型的脂肪醇包括癸醇、十二烷醇、十四烷醇、十六烷醇、十八烷醇等及其混合物。

本发明的催化剂含有一种铜化合物、一种锌化合物和至少一种选自铝、锆、镁、稀土元素的化合物及其混合物的混合物，催化剂通过将这些化合物在200-400℃的温度下焙烧来制备。

已发现，使用含有一种铜化合物、一种锌化合物和至少一种稀土化合物的催化剂可制得高纯度的醇类。所以，这样的催化剂是优选的。

基于催化剂的总重量计，催化剂的金属含量以氧化物的重量百分数(％(重量))计算。除非另加说明，在这里规定的所有比值为金属原子比。