CN113121307A - 一种从糖制备的乙二醇 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从糖制备的乙二醇,包括以下步骤:S1、将包含至少一种糖类的原料和氢气提供给第一反应器,并在溶剂和第一催化剂体系存在下使所述原料和氢气在其中反应,从所述第一反应器中连续除去第一反应器产物流,所述第一反应器产物流包含乙二醇和糖醇;S2、在氢气存在下使所述第一反应器产物流在第二反应器中与包含至少一种氢化催化剂组合物的第二催化剂体系接触,将所述第二反应器中的一部分糖醇转化为乙二醇,以提供第二反应器产物流,所述第二反应器产物流包含乙二醇和糖醇。本发明所涉及的催化剂具有更高的产品收率和选择性,使得乙二醇的收率达到75%以上。
Description
技术领域
本发明涉及用于从含糖类的原料制备乙二醇的催化方法技术领域,尤其涉及一种从糖制备的乙二醇。
背景技术
乙二醇是一种有用的多元醇,主要在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂的制造中用作原料。它在防冻剂、润滑剂、增塑剂和表面活性剂中也派上用场。历史上,乙二醇是由通常源自石油工业的乙烯经环氧乙烷中间体制备的。
近年来,越来越多的努力集中于由可再生原料(如糖类材料)制造化学品,包括二醇。糖到二醇的转化可被视为对其中氧原子在期望产物中保持完整的原料的高效利用。利用具有可再生性的生物质制备乙二醇,可以减少人类对化石能源物质的依赖,有利于实现环境友好和经济可持续发展。
但是,现有制备方法存在催化剂或者存在乙二醇选择性低,或者制备过程繁琐,制备成本较高,或者催化剂的循环稳定性不佳等缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种从糖制备的乙二醇。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案是:
提供一种从糖制备的乙二醇,所述乙二醇以糖类物质为原料经催化加氢反应制备而成。
优选地,包括以下步骤:
S1、将包含至少一种糖类的原料和氢气提供给第一反应器,并在溶剂和第一催化剂体系存在下使所述原料和氢气在其中反应,从所述第一反应器中连续除去第一反应器产物流,所述第一反应器产物流包含乙二醇和糖醇;
S2、在氢气存在下使所述第一反应器产物流在第二反应器中与包含至少一种氢化催化剂组合物的第二催化剂体系接触,将所述第二反应器中的一部分糖醇转化为乙二醇,以提供第二反应器产物流,所述第二反应器产物流包含乙二醇和糖醇。
优选地,S1中,所述原料为葡萄糖、蔗糖、淀粉、果糖、果聚糖中的一种或几种。
优选地,S1中,所述第一催化剂体系包含:(a)钨、钼或两者的组合;(b)IUPAC第8族、第9族和第10族的过渡金属中的一种或几种。
优选地,S1中,所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、甘油中的一种或几种。
优选地,S1中,所述第一反应器中氢气室温时的初始压力为1-12MPa,反应温度为120-300℃,反应时间不少于5分钟。
优选地,S1中,第一反应器产物流包含75-90wt%的糖醇。
优选地,S2中,所述第二催化剂体系包含:(a)包含呈元素形式或呈化合物形式的钨;(b)铁、钴、镍、钌、铑、钯、铱和铂中的一种或几种。
优选地,所述呈化合物形式的钨为钨酸钠、氮化钨、碳化钨、磷化钨、氧化钨、硫化钨、氯化钨、氢氧化钨、钨青铜、钨酸、钨酸盐、偏钨酸、偏钨酸盐、仲钨酸、仲钨酸盐、过钨酸、过钨酸盐、杂多钨酸中的一种或几种。
优选地,S2中,所述第二反应器产物流包含10-25wt%的糖醇;S2中,所述第二反应器中氢气室温时的初始压力为1-8MPa,反应温度为180-320℃,反应时间不少于5分钟。
本发明采用以上技术方案,与现有技术相比,具有如下技术效果:
本发明所涉及的催化剂具有更高的产品收率和选择性,使得乙二醇的收率达到75%以上;本发明催化剂***的组分,可通过例如过滤、离心、旋液分离、分级分离、提取、蒸发或者它们的组合进行分离,便于分离回收催化剂***的组分,以循环利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本实施例提供一种从糖制备的乙二醇,包括以下步骤:
S1、将葡萄糖和氢气提供给第一反应器,并在甲醇和第一催化剂体系存在下使所述葡萄糖和氢气在其中反应,所述第一反应器中氢气室温时的初始压力为3MPa,反应温度为120℃,反应时间为35分钟,所述第一催化剂体系包含:(a)钨、钼两者的组合;(b)IUPAC第8族的过渡金属,从所述第一反应器中连续除去第一反应器产物流,所述第一反应器产物流包含乙二醇和75wt%糖醇;
S2、在氢气存在下使所述第一反应器产物流在第二反应器中与包含至少一种氢化催化剂组合物的第二催化剂体系接触,所述第二反应器中氢气室温时的初始压力为1MPa,反应温度为180℃,反应时间为35分钟,将所述第二反应器中的一部分糖醇转化为乙二醇,所述第二催化剂体系包含:(a)钨酸钠;(b)铁、钴两者的组合,以提供第二反应器产物流,所述第二反应器产物流包含乙二醇和25wt%的糖醇。本实施例乙二醇的收率为75%。
实施例2
本实施例提供一种从糖制备的乙二醇,包括以下步骤:
S1、将蔗糖和氢气提供给第一反应器,并在乙醇和第一催化剂体系存在下使所述原料和氢气在其中反应,所述第一反应器中氢气室温时的初始压力为6MPa,反应温度为180℃,反应时间为25分钟,所述第一催化剂体系包含:(a)钨、钼两者的组合;(b)IUPAC第9族的过渡金属,从所述第一反应器中连续除去第一反应器产物流,所述第一反应器产物流包含乙二醇和80wt%糖醇;
S2、在氢气存在下使所述第一反应器产物流在第二反应器中与包含至少一种氢化催化剂组合物的第二催化剂体系接触,所述第二反应器中氢气室温时的初始压力为3MPa,反应温度为220℃,反应时间为25分钟,将所述第二反应器中的一部分糖醇转化为乙二醇,所述第二催化剂体系包含:(a)碳化钨;(b)镍、钌两者的组合,以提供第二反应器产物流,所述第二反应器产物流包含乙二醇和18wt%的糖醇。本实施例乙二醇的收率为82%。
实施例3
本实施例提供一种从糖制备的乙二醇,包括以下步骤:
S1、将果糖和氢气提供给第一反应器,并在乙二醇和第一催化剂体系存在下使所述原料和氢气在其中反应,所述第一反应器中氢气室温时的初始压力为12MPa,反应温度为250℃,反应时间为15分钟,所述第一催化剂体系包含:(a)钨、钼两者的组合;(b)IUPAC第10族的过渡金属,从所述第一反应器中连续除去第一反应器产物流,所述第一反应器产物流包含乙二醇和78wt%糖醇;
S2、在氢气存在下使所述第一反应器产物流在第二反应器中与包含至少一种氢化催化剂组合物的第二催化剂体系接触,所述第二反应器中氢气室温时的初始压力为8MPa,反应温度为320℃,反应时间为15分钟,将所述第二反应器中的一部分糖醇转化为乙二醇,所述第二催化剂体系包含:(a)杂多钨酸;(b)钯、铱两者的组合,以提供第二反应器产物流,所述第二反应器产物流包含乙二醇和10wt%的糖醇。本实施例乙二醇的收率为90%。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种从糖制备的乙二醇,其特征在于,所述乙二醇以糖类物质为原料经催化加氢反应制备而成。
2.根据权利要求1所述的从糖制备的乙二醇,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将包含至少一种糖类的原料和氢气提供给第一反应器,并在溶剂和第一催化剂体系存在下使所述原料和氢气在其中反应,从所述第一反应器中连续除去第一反应器产物流,所述第一反应器产物流包含乙二醇和糖醇;
S2、在氢气存在下使所述第一反应器产物流在第二反应器中与包含至少一种氢化催化剂组合物的第二催化剂体系接触,将所述第二反应器中的一部分糖醇转化为乙二醇,以提供第二反应器产物流,所述第二反应器产物流包含乙二醇和糖醇。
3.根据权利要求1所述的从糖制备的乙二醇,其特征在于,S1中,所述原料为葡萄糖、蔗糖、淀粉、果糖、果聚糖中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的从糖制备的乙二醇,其特征在于,S1中,所述第一催化剂体系包含:(a)钨、钼或两者的组合;(b)IUPAC第8族、第9族和第10族的过渡金属中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的从糖制备的乙二醇,其特征在于,S1中,所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、甘油中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的从糖制备的乙二醇,其特征在于,S1中,所述第一反应器中氢气室温时的初始压力为1-12MPa,反应温度为120-300℃,反应时间不少于5分钟。
7.根据权利要求1所述的从糖制备的乙二醇,其特征在于,S1中,第一反应器产物流包含75-90wt%的糖醇。
8.根据权利要求1所述的从糖制备的乙二醇,其特征在于,S2中,所述第二催化剂体系包含:(a)包含呈元素形式或呈化合物形式的钨;(b)铁、钴、镍、钌、铑、钯、铱和铂中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的从糖制备的乙二醇,其特征在于,所述呈化合物形式的钨为钨酸钠、氮化钨、碳化钨、磷化钨、氧化钨、硫化钨、氯化钨、氢氧化钨、钨青铜、钨酸、钨酸盐、偏钨酸、偏钨酸盐、仲钨酸、仲钨酸盐、过钨酸、过钨酸盐、杂多钨酸中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的从糖制备的乙二醇,其特征在于,S2中,所述第二反应器产物流包含10-25wt%的糖醇;S2中,所述第二反应器中氢气室温时的初始压力为1-8MPa,反应温度为180-320℃,反应时间不少于5分钟。
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CN202110260950.8A CN113121307A (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 一种从糖制备的乙二醇 |
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CN109843840A (zh) * | 2016-10-28 | 2019-06-04 | 国际壳牌研究有限公司 | 二醇的制造方法 |
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2021
- 2021-03-10 CN CN202110260950.8A patent/CN113121307A/zh active Pending
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