CN106083521A - 一种乳酸乙酯制备1,2‑丙二醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乳酸乙酯制备1,2‑丙二醇的方法，该方法所用的催化剂为Cu‑CaO‑Al2O3‑B2O3复合氧化物，其中Cu的含量为10％‑20％，CaO的含量为10％‑30％，Al2O3的含量为40‑70％，B2O3的含量为10％‑15％。该方法采用一种新型的催化加氢催化剂，催化效率高，反应条件温和，操作简单，十分适合工业化生产使用。

Description

一种乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法
技术领域：
本发明涉及化学合成领域，特别是涉及一种乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法。
背景技术：
1,2-丙二醇是一种重要的化工原料，应用范围十分广泛，比如在生产环氧树脂、不饱和树脂或聚氨酯树脂中作为原料，也可以用在生产表面活性剂、增塑剂、破乳剂以及乳化剂。并且，由于1,2-丙二醇具有良好的粘性、吸湿性、杀菌性、润湿性以及溶解性，并且无毒无害，安全可靠，因此除了在化工生产中，其在医药、化妆品、食品等领域也有重要的作用。
目前，应用较为广泛的1,2-丙二醇的制备方法是使用环氧丙烷在高温高压条件下间接或直接水合制备，该制备方法的反应条件较为苛刻，合成反应需要在200℃以及120Mpa的高温高压条件下才能进行，催化剂则需要浓硫酸等强腐蚀性物质，对反应设备要求比较高。并且，该制备方法中的原料环氧丙烷来源于石油化工产品丙烯，属于不可再生物质，因此并不是一种绿色可持续的生产方式。
乳酸及其脂类结构与1,2-丙二醇及其相似，是制备1,2-丙二醇的极具潜力的原料，并且该类物质可由生物质废料经过加工处理制得，属于可再生的原料物质。因此，利用乳酸及其衍生物制备1,2-丙二醇是一条可持续性的绿色环保方法。
中国专利CN200310108268.9公开了一种乳酸乙酯加氢合成1,2-丙二醇用的催化剂及其制备方法，该催化剂以钌为活性成分，以硼氢化钾或者硼氢化钠为还原剂的钌硼催化剂。该催化剂可以使乳酸乙酯在较为温和的条件下即可加氢转化为1,2-丙二醇，能耗较低，但是该催化剂包含了钌和铑等稀有金属，成本较高，因此开发一种更加廉价有效的绿色催化加氢方法非常有必要。
发明内容：
本发明的目的是提供一种乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法，采用一种新型的催化加氢催化剂，催化效率高，反应条件温和，操作简单，十分适合工业化生产使用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法，包括以下步骤：
将催化剂置于连续固定床反应器中，向其中通入氮气维持压力在3.0-6.0Mpa，升温至150-180℃，改为向其中通入氢气，再通入乳酸乙酯与乙醇的混合液，质量空速为1-3h-1；反应的同时向反应釜中通入环己烷，反应结束后将1,2-丙二醇分离提纯。
所述催化剂为Cu-CaO-Al2O3-B2O3复合氧化物。
作为上述技术方案的优选，所述乳酸乙酯与乙醇的体积比为1:1.5-2。
作为上述技术方案的优选，所述催化剂中Cu的含量为10％-20％，CaO的含量为10％-30％，Al2O3的含量为40-70％，B2O3的含量为10％-15％。
作为上述技术方案的优选，所述催化剂的制备方法为将氧化钙溶液与稀硝酸，之后将溶液加入到拟薄水铝石中，再加入稀硝酸溶液将其混捏均匀，干燥后540℃焙烧4h后，用硼酸和硝酸铜的水溶液进行浸渍20h后，将前驱体烘干后用540℃焙烧4h，在320℃条件下用氢气还原。
作为上述技术方案的优选，所述通入的氢气量与乳酸乙酯的摩尔比为8-12：1。
作为上述技术方案的优选，所述通入氢气的速度为60-80ml/L
作为上述技术方案的优选，所述通入的环己烷与乳酸乙酯的质量比为1-3:1。
本发明具有以下有益效果，本发明使用的催化剂，催化效果良好，在较温和的反应条件下既可以是乳酸乙酯转化成为1，2-丙二醇。而且，反应过程中通入环己烷可以脱除催化剂表面的水，从而提高催化剂的反应活性，并使得反应的平衡右移，从而使得乳酸乙酯的转化率提高。而且，产物的分离过程较为简单，操作简便。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
将10g催化剂置于连续固定床中，向其中通入氮气维持压力在3.0-6.0Mpa，升温至150-180℃，改为向其中通入氢气，再通入乳酸乙酯与乙醇的混合液，质量空速为1-3h-1；反应的同时向反应釜中通入环己烷，反应结束后将1,2-丙二醇分离提纯。
催化剂为Cu-CaO-Al2O3-B2O3复合氧化物，其中Cu的含量为10％，CaO的含量为10％，Al2O3的含量为70％，B2O3的含量为10％。
制得的1,2-丙二醇的得率为99.3％。
实施例2
将10g催化剂置于连续固定床中，向其中通入氮气维持压力在3.0-6.0Mpa，升温至150-180℃，改为向其中通入氢气，再通入乳酸乙酯与乙醇的混合液，质量空速为1-3h-1；反应的同时向反应釜中通入环己烷，反应结束后将1,2-丙二醇分离提纯。
催化剂为Cu-CaO-Al2O3-B2O3复合氧化物，其中Cu的含量为15％，CaO的含量为30％，Al2O3的含量为40％，B2O3的含量为15％。
制得的1,2-丙二醇的得率为99.2％。
实施例3
将10g催化剂置于连续固定床中，向其中通入氮气维持压力在3.0-6.0Mpa，升温至150-180℃，改为向其中通入氢气，再通入乳酸乙酯与乙醇的混合液，质量空速为1-3h-1；反应的同时向反应釜中通入环己烷，反应结束后将1,2-丙二醇分离提纯。
催化剂为Cu-CaO-Al2O3-B2O3复合氧化物，其中Cu的含量为20％，CaO的含量为20％，Al2O3的含量为50％，B2O3的含量为10％。
制得的1,2-丙二醇的得率为99.4％。
实施例4
将10g催化剂置于连续固定床中，向其中通入氮气维持压力在3.0-6.0Mpa，升温至150-180℃，改为向其中通入氢气，再通入乳酸乙酯与乙醇的混合液，质量空速为1-3h-1；反应的同时向反应釜中通入环己烷，反应结束后将1,2-丙二醇分离提纯。
催化剂为Cu-CaO-Al2O3-B2O3复合氧化物，其中Cu的含量为20％，CaO的含量为10％，Al2O3的含量为45％，B2O3的含量为15％。
制得的1,2-丙二醇的得率为99.3％。
实施例5
将10g催化剂置于连续固定床中，向其中通入氮气维持压力在3.0-6.0Mpa，升温至150-180℃，改为向其中通入氢气，再通入乳酸乙酯与乙醇的混合液，质量空速为1-3h-1；反应的同时向反应釜中通入环己烷，反应结束后将1,2-丙二醇分离提纯。
催化剂为Cu-CaO-Al2O3-B2O3复合氧化物，其中Cu的含量为15％，CaO的含量为10％，Al2O3的含量为65％，B2O3的含量为10％。
制得的1,2-丙二醇的得率为99.6％。
实施例6
将10g催化剂置于连续固定床中，向其中通入氮气维持压力在3.0-6.0Mpa，升温至150-180℃，改为向其中通入氢气，再通入乳酸乙酯与乙醇的混合液，质量空速为1-3h-1；反应的同时向反应釜中通入环己烷，反应结束后将1,2-丙二醇分离提纯。
催化剂为Cu-CaO-Al2O3-B2O3复合氧化物，其中Cu的含量为10％，CaO的含量为30％，Al2O3的含量为45％，B2O3的含量为15％。
制得的1,2-丙二醇的得率为99.5％。

Claims (6)

1.一种乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将催化剂置于连续固定床中，向其中通入氮气维持压力在3.0-6.0Mpa，升温至150-180℃，改为向其中通入氢气，再通入乳酸乙酯与乙醇的混合液，质量空速为1-3h-1；反应的同时向反应釜中通入环己烷，反应结束后将1,2-丙二醇分离提纯。
所述催化剂为Cu-CaO-Al2O3-B2O3复合氧化物。
2.根据权利要求1所述的乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法，其特征在于：所述乳酸乙酯与乙醇的体积比为1:1.5-2。
3.根据权利要求1所述的乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法，其特征在于：所述催化剂中Cu的含量为10％-20％，CaO的含量为10％-30％，Al2O3的含量为40-70％，B2O3的含量为10％-15％。
4.根据权利要求1所述的乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法，其特征在于：所述催化剂的制备方法为将氧化钙溶液与稀硝酸，之后将溶液加入到拟薄水铝石中，再加入稀硝酸溶液将其混捏均匀，干燥后540℃焙烧4h后，用硼酸和硝酸铜的水溶液进行浸渍20h后，将前驱体烘干后用540℃焙烧4h，在320℃条件下用氢气还原。
5.根据权利要求1所述的乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法，其特征在于：所述通入的氢气量与乳酸乙酯的摩尔比为8-12：1。
6.根据权利要求1所述的乳酸乙酯制备1,2-丙二醇的方法，其特征在于：所述通入的环己烷与乳酸乙酯的质量比为1-3:1。
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