CN113788737B - 一种三键部分加氢方法及其催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供及一种三键部分加氢方法及其催化剂。所述催化剂包含载体以及负载于载体的主催化剂金属钯、助剂金属、毒化剂;所述载体为碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氧化硅;辅助金属为钨、钼、锰金属单质;毒化助剂为铅盐、锌盐、铬盐。本发明加氢方法中的催化剂具有极好的部分加氢活性和选择性,可以高收率的实现碳碳三键的部分加氢,得到烯烃产物。在反应过程中,本发明向反应体系引入二氧化碳和少量的醇胺,降低了原料炔醇二聚副反应的发生,进一步提升了部分加氢反应的选择性。
Description
技术领域
本发明属于精细化学品合成和催化剂制备领域,具体涉及一种三键部分加氢方法及其催化剂。
背景技术
三键选择性加氢反应广泛的应用于各种化工领域,无论是大宗化学品还是精细化学品领域。例如在炼化中,裂解得到乙烯中一般含有少量乙炔,乙炔对聚乙烯催化剂具有极强的毒化作用,因此需要在进行聚合前提纯乙烯中的乙炔,目前广泛采用的方法是将乙炔部分加氢得到乙烯。在精细化学品领域,烯丙醇是广泛存在的结构单元,如水杨酸烯丙酯、肉桂酸烯丙酯、己酸烯丙酯、叶醇、芳樟醇、二氢月桂烯醇等,在其分子结构中都有烯丙基结构,得到这种烯丙基结构最常用的方法之一就是炔丙基前体C-C三键部分加氢。
上世纪50年代,罗氏公司的化学家林德拉将钯吸附在一定的载体上,如碳酸钙或硫酸钡,并加入少量的毒化剂如醋酸铅、喹啉等,进一步毒化钯金属的加氢活性,提升其选择性,该催化剂可以高效实验炔烃的部分加氢反应,高选择性得到烯烃产品。林德拉催化剂获得了巨大的成功,无论在实验室还是在工业生产上获得了极其广泛的应用。自从林德拉催化剂被发明以来,无数的科研工作者前仆后继,探索其部分加氢的机理,并不断地改进该类型催化剂。
例如专利CN1311179A采用固定床负载的钯催化剂,在氢化气体中加入10-2000ppm的CO,非常适用于单取代炔烃的部分氢化,目标产物选择性93%以上。专利CN101616733A采用规整型催化剂,将金属钯和氧化锌负载在金属纤维上,采用喹啉作为毒化剂,催化部分加氢取得较好的反应转化率和选择性。专利CN101869845A以碳酸钙为载体,钯为活性组分,Mn、Bi或Zn为毒化剂,将钯吸附在载体上后先过滤,然后再进行还原得到催化剂,该催化剂对异植物醇选择性加氢具有高活性和选择性(97%)。专利CN104394988采用平均粒径大于10Pm的碳酸钙作为载体,铅作为毒化剂,当载体平均粒径大于10Pm,氢化产物的选择性明显提高。专利CN110573248采用氧化锌、氧化铈等作为载体材料,不采用碳酸钙载体,制备得到的催化剂在部分加氢反应中显示出改善的活性和选择性。
综上所述,虽然林德拉催化剂获得了巨大的成功,但是目前林德拉催化剂仍无法实现极高的选择性;而且在实际生产应用中,为了保证林德拉催化剂稳定的选择性和活性,一般还是需要加入不同毒化剂或助剂,如吡啶、喹啉等,这些不同的毒化剂或助剂给部分加氢产品的分离带来困难,少量的残留又会影响产品品质,尤其是香精香料产品。
在进行部分加氢反应中,钯金属可以催化炔醇底物脱氢二聚,得到高沸点的二炔醇的副产物;喹啉等碱性毒化剂的加入,会进一步促进该副反应的发生。因此,目前仍需发展新型的林德拉催化剂,进一步提升催化剂的选择性和活性,降低催化剂成本;同时,需要寻找新的毒化剂,其碱性比吡啶、喹啉更弱,减少对炔醇二聚副反应的促进作用;此外,还应考虑如何进一步减弱反应体系的碱性,减少炔醇二聚副反应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三键部分加氢方法及其催化剂,解决目前部分加氢反应底物二聚副反应多、反应选择性亟待提升的问题。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
一种三键部分加氢方法,所述方法将炔烃原料部分加氢得到烯烃,所述加氢方法采用醇胺与含钯催化剂配合获得受控的加氢反应。
本发明中,所述含钯催化剂由以下成分组成:(I)载体,84.5~98.8wt%;(II)主催化剂金属钯,1~10wt%;(III)助剂金属,0.1~0.5wt%;(IV)毒化剂,0.1~5.0wt%;其中,所述载体为碳酸钙、硫酸钡、氧化铝和氧化硅中的一种或多种;所述助剂金属为单质钨、单质钼和单质锰中的一种或多种;所述毒化剂为铅盐、锌盐和铬盐中的一种或多种;所述百分含量以催化剂总质量计。所选助剂金属锰、钼、钨等对碳碳三键具有较好的吸附作用,可增强催化剂对炔醇底物选择性吸附,从而提高催化剂选择性。
本发明中,所述醇胺为三乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺和三异丙醇胺中的一种或多种,醇胺的用量为底物质量的0.05~0.5wt%。所述醇胺有一定的配位能力,可以跟钯金属弱配位,调节钯加氢选择性,同时自身酸性很弱,不会促进钯催化炔醇偶联副反应;此外,醇胺拥有羟基和胺官能团,在工业中常作为二氧化碳吸附剂,可以促进二氧化碳在反应液相中的溶解,进一步降低体系的碱性。
本发明中,所述加氢方法是间歇反应或连续反应;优选地,所述间歇反应的反应时间为2~6小时;所述反应的温度为40~80℃;反应气体压力为0.2~2.0MPa,二氧化碳分压占1~5%,其余为氢气,气体压力在反应过程中保持稳定;所述催化剂的用量相对于底物质量为0.5-2.0wt%。二氧化碳为酸性气体,可以降低整个反应体系的碱性,降低炔醇底物脱氢偶联副反应。
本发明中,所述部分加氢反应可以不加或加入溶剂;若加入溶剂,溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮和四氢呋喃中的一种或多种,优选乙醇。
在一种实施方案中,所述将炔烃原料部分加氢得到烯烃的方法包含以下步骤:
(1)氮气气氛下,将炔烃原料、溶剂、醇胺和催化剂一次性投料到反应釜中;
(2)用氢气置换氮气,随后引入二氧化碳和氢气的混合气;
(3)反应液在快速搅拌下反应,炔烃原料选择性加氢得到烯烃。
本发明的另一目的在于提供一种制备所述催化剂的方法。
一种制备所述催化剂的制备方法,所述方法包含以下步骤:
SS1:将所述载体材料浸渍于钯盐、助剂金属盐溶液后,煅烧、还原,得到催化剂前体;
SS2:将催化剂前体浸渍于毒化剂溶剂中,在还原剂存在下进行催化剂毒化和修饰,到目标催化剂。
本发明中,所述SS1中的钯盐为氯化钯、硝酸钯、醋酸钯和二氢四氯钯酸中的一种或多种。
本发明中,所述SS1中助剂金属为硝酸钼、醋酸钼、醋酸锰、硝酸锰和四氯化钨中的一种或多种。
本发明中,所述SS2中的毒化剂为乙酸铅、氧化锌、醋酸锌、氯化锌和醋酸镉中的一种或多种。
本发明的又一目的在于提供一种三键部分加氢方法的用途。
一种三键部分加氢方法的用途,所述部分加氢方法用于炔烃原料部分加氢制备烯烃,优选炔烃原料为甲基丁炔醇、甲基戊炔醇、去氢芳樟醇、二氢去氢芳樟醇、去氢橙花叔醇、1,4-丁炔二醇和去氢异植物醇中的任一种。
本发明中如无特别说明,所述压力均为表压。
与现有技术相比较,本发明的技术方案具有如下积极效果:
1、催化剂制备过程相对简单,操作方便,易于放大制备公斤级催化剂,具有较好的应用前景。
2、采用对碳碳三键具有较强吸附作用的金属钨、锰、钼单质等作为催化剂金属助剂,增强了催化剂对碳碳三键底物的选择性吸附,从而提升了部分加氢反应的选择性。
3、催化剂性能良好,而且底物适用范围广,无论是端位炔烃,还是内炔烃,本发明催化剂均显示了良好的活性和选择性。
4、在部分加氢反应过程中,在反应体系中引入二氧化碳和少量的醇胺,减少原料炔醇二聚副反应的发生,有效提升了烯丙醇产物的选择性。
具体实施方式
下面通过实施例详述本发明,但本发明并不限于下述的实施例。
主要原料信息如下:
甲基丁炔醇、甲基戊炔醇、去氢芳樟醇、二氢去氢芳樟醇、四氢去氢橙花叔醇、1,4-丁炔二醇、去氢异植物醇,阿拉丁,纯度>99%;去氢橙花叔醇、去氢乙基芳樟醇,外购,北大正源,纯度99%。
碳酸钙、四氯钯酸,阿尔德里奇试剂;醋酸锰、醋酸钼、四氯化钨,阿尔法埃莎试剂;甲酸钠、醋酸铅、醋酸镉、醋酸锰,阿拉丁试剂;去离子水,自制。二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺,>99%,阿拉丁。
乙醇,工业纯;四氢呋喃、异丙醇,AR,阿拉丁试剂。
本发明的气相色谱测试条件如下:
Moilent 7820B气相色谱,HP-Innowax毛细管柱;溶剂:二氯甲烷(或无溶剂);进样体积:1μL;进样口温度:240℃;分流比:30/1;氢气流量:40mL/min;尾吹流量:25mL/min;空气流量:400mL/min;柱流量:1.5mL/min;升温程序:初始柱温35℃,保留5min;以6℃/min的速度升至100℃;然后以30℃/min的速度升温至240℃,保留5min。
实施例1
Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3(I)部分加氢催化剂制备。
室温下精确称取10.0g碳酸钙载体,将其加入烧瓶中,然后加入100mL去离子水,得到悬浮液,搅拌下缓慢向该悬浊液加入四氯钯酸(30mg/mL,42.3mL)水溶液和醋酸锰(25mg/mL,2.0mL)水溶液。加入完毕,室温下搅拌混合物1小时,然后加热至80℃,用30分钟加入0.5M的甲酸钠溶液(10.2mL),反应混合物继续搅拌1小时,过滤并用去离子水洗涤将催化剂粉末多次洗涤,除去其中的无机盐杂质。将所得的粉末放入80℃烘箱烘干12小时。将上述得到干燥粉末悬浮在40mL去离子水中并搅拌10分钟。经20分钟加入醋酸铅(5.0wt%,12.6g)水溶液,加料完毕,将混合物加热升温至80℃,保持1小时,然后冷却降温,过滤得到灰色的催化剂粉末,采用去离子水洗涤催化剂滤饼2~3次;在真空干燥箱在60℃、20mbar压力干燥所得催化剂,以得到Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3催化剂(10.8g)。钯和锰的理论负载量分别为5%和0.5%。
实施例2
Pd-Mo-Pb(II)/CaCO3部分加氢催化剂制备。
室温下精确称取5.6g碳酸钙载体,将其加入烧瓶中,然后加入50mL去离子水,得到悬浮液,搅拌下缓慢向该悬浊液加入四氯钯酸(30mg/mL,23.7mL)水溶液和乙酸钼(18mg/mL,3.3mL)水溶液。加入完毕,室温下搅拌混合物1小时,然后加热至80℃,用30分钟加入0.5M的甲酸钠溶液(5.7mL),反应混合物继续搅拌1小时,过滤并用去离子水洗涤将催化剂粉末多次洗涤,除去其中的无机盐杂质。将所得的粉末放入80℃烘箱烘干12小时。将上述得到干燥粉末悬浮在40mL去离子水中并搅拌10分钟。经20分钟加入醋酸铅(5.0wt%,7.0g)水溶液,加料完毕,将混合物加热升温至80℃,保持1小时,然后冷却降温,过滤得到灰色的催化剂粉末,采用去离子水洗涤催化剂滤饼2~3次;在真空干燥箱在60℃、20mbar压力干燥所得催化剂,以得到Pd-Mo-Pb(II)/CaCO3催化剂(6.05g)。钯和钼的理论负载量分别为5%和0.5%。
实施例3
Pd-W-Pb(II)/CaCO3部分加氢催化剂制备。
室温下精确称取6.3g碳酸钙载体,将其加入烧瓶中,然后加入50mL去离子水,得到悬浮液,搅拌下缓慢向该悬浊液加入四氯钯酸(30mg/mL,26.7mL)水溶液和四氯化钨(21mg/mL,2.9mL)水溶液。加入完毕,室温下搅拌混合物1小时,然后加热至80℃,用30分钟加入0.5M的甲酸钠溶液(6.4mL),反应混合物继续搅拌1小时,过滤并用去离子水洗涤将催化剂粉末多次洗涤,除去其中的无机盐杂质。将所得的粉末放入80℃烘箱烘干12小时。将上述得到干燥粉末悬浮在40mL去离子水中并搅拌10分钟。经20分钟加入醋酸铅(5.0wt%,8.0g)水溶液,加料完毕,将混合物加热升温至80℃,保持1小时,然后冷却降温,过滤得到灰色的催化剂粉末,采用去离子水洗涤催化剂滤饼2~3次;在真空干燥箱在60℃、20mbar压力干燥所得催化剂,以得到Pd-W-Pb(II)/CaCO3催化剂(6.8g)。钯和钴的理论负载量分别为5%和0.5%。
实施例4
Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3催化甲基丁炔醇部分加氢得到甲基丁烯醇。
室温下将1L不锈钢高压釜密封,充入0.5MPa的氮气,然后放置至少30min,高压釜内氮气压力未下降,说明高压釜密封性良好。排空氮气至常压,打开高压釜,依次向高压釜内加入反应原料2-甲基-3-丁炔-2-醇(100.4g,0.85mol)、溶剂乙醇(100mL)、三乙醇胺(0.5g),实施例1中制备得到的催化剂Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3(1.0g),得到灰色悬浊液,大部分催化剂沉淀在反应液底部。加料完毕后,重新密封高压釜,充放氮气3次,每次0.3MPa,置换高压釜内的空气;然后关闭氮气管道阀门,开启氢气管道阀门,充放氢气3次,每次0.3MPa,将釜内的氮气置换为氢气,最后向高压釜内充入0.1MPa二氧化碳和1.9MPa氢气,并在反应过程中保持压力恒定(2.0MPa)。开启高压釜搅拌和夹套伴热,为了使催化剂和底物充分接触,搅拌速度600r/min。待釜内温度升至40℃后(升温过程约为15~20分钟),保持恒温、恒压反应2h。部分加氢反应过程中定时取样,采用双阀+插底管取样,插底管底部有烧结头过滤器,可以将催化剂过滤,取样得到的反应液为无色透明液,每次取样量为~0.5g,将其加入一定量的色谱纯乙腈中,GC分析反应液中2-甲基-3-丁炔-2-醇、2-甲基-3-丁烯-2-醇以及叔戊醇的含量,确定转化率和选择性。3小时后,原料2-甲基-3-丁炔-2-醇转化率>99.5%,产品中2-甲基-3-丁烯-2-醇98.9%,叔戊醇0.7%,其他副产杂质0.4%。
实施例5-9
为了对比本发明所制备的不同催化剂的催化效果,进一步提供实施例5-10,所述实施例与实施例4的区别之处在于采用不同的催化剂,其他反应条件和操作步骤完全一致。实施例7-9所述催化剂制备和实施例1一致,只是钯盐,锰盐以及毒化剂盐的加入量不同。不同催化剂的催化剂催化2-甲基-3-丁炔-2-醇部分加氢的转化率和选择性见下表。由表中数据可知,催化剂Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3和Pd-Mo-Pb(II)/CaCO3具有最佳的催化剂效果。
表1
编号 | 催化剂 | Pd-M-M负载量/% | 转化率/% | 选择性/% |
实施例5 | Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3 | 1.0-0.1-0.1 | 97 | 95.1 |
实施例6 | Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3 | 10.0-0.3-5.0 | 99 | 89.6 |
实施例7 | Pd-W-Zn(II)/CaCO3 | 5.0-0.5-2.0 | 83 | 98.1 |
实施例8 | Pd-Mo-Cr(II)/CaSO4 | 5.0-0.6-2.0 | 99 | 91.1 |
实施例9 | Pd-Mo-Pb(II)/CaCO3 | 5.0-1.0-1.0 | 99 | 95.4 |
实施例10
Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3催化甲基戊炔醇部分加氢得到甲基戊烯醇。
采用2L不锈钢高压釜进行实验,反应投料:甲基戊炔醇(3-甲基-1-戊炔-3-醇)(98.14g,1.0mol)、溶剂异丙醇(100mL)、三乙醇胺(0.1g)、催化剂Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3(1.0g)。反应温度40℃、压力1.0MPa(氢气0.95MPa、二氧化碳0.05MPa)、搅拌速度600r/min、反应时间5小时;实验操作步骤和流程同实施例4一致。GC分析反应液,原料甲基戊炔醇的转化率>99.5%,产品中目标产物甲基戊烯醇98.9%,过度加氢副产3-甲基-3-戊醇0.7%,其他副产杂质0.4%。
实施例11
Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3催化去氢芳樟醇部分加氢得到芳樟醇。
采用2L不锈钢高压釜进行实验,反应投料:去氢芳樟醇(3,7-二甲基-6-辛烯-1-炔-3-醇)(99.0g,0.65mol)、溶剂乙醇(100mL)、三异丙醇胺(0.05g)、催化剂Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3(1.0g)。反应温度60℃、压力1.5MPa(氢气1.45MPa、二氧化碳0.05MPa)、搅拌速度600r/min、反应时间3小时;实验操作步骤和流程同实施例4完全一致。GC分析反应液,原料去氢芳樟醇的转化率>99.5%,产品中目标产物芳樟醇99.1%,过度加氢副产0.5%,其他副产杂质0.4%。
实施例12
Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3催化二氢去氢芳樟醇部分加氢得到二氢芳樟醇。
采用2L不锈钢高压釜进行实验,反应投料:二氢去氢芳樟醇(3,7-二甲基-1-辛炔-3-醇)(100.3g,0.65mol)、溶剂乙醇(100mL)、三乙醇胺(0.05g)、催化剂Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3(1.0g)。反应温度60℃、压力1.5MPa(氢气1.45MPa、二氧化碳0.05MPa)、搅拌速度600r/min、反应时间3小时;实验操作步骤和流程同实施例4完全一致。GC分析反应液,原料二氢去氢芳樟醇的转化率>99.5%,产品中目标产物二氢芳樟醇(3,7-二甲基-1-辛烯-3-醇)98.8%,过度加氢副产0.7%,其他副产杂质0.5%。
实施例13
Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3催化去氢橙花叔醇部分加氢得到橙花叔醇。
采用2L不锈钢高压釜进行实验,反应投料:去氢橙花叔醇(3,7,11-三甲基-6,10-十二烷二烯-1-炔-3-醇)(99.2g,0.45mol)、三乙醇胺(0.2g)、溶剂四氢呋喃(100mL)、催化剂Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3(0.5g)。反应温度60℃、压力2.0MPa(氢气1.95MPa、二氧化碳0.05MPa)、搅拌速度600r/min、反应时间6小时;实验操作步骤和流程同实施例4完全一致。GC分析反应液,原料去氢橙花叔醇的转化率>99.5%,产品中目标产物橙花叔醇(3,7,11-三甲基-1,6,10-十二烷三烯-3-醇)99.0%,过度加氢副产二氢橙花叔醇0.6%,其他副产杂质0.4%。
实施例14
Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3催化1,4-丁炔二醇部分加氢得到1,4-丁烯二醇。
采用2L不锈钢高压釜进行实验,反应投料:1,4-丁炔二醇(103.3g,1.2mol)、溶剂乙醇(100mL)、三乙醇胺(0.05g)、催化剂Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3(2.1g)。反应温度80℃、压力2.0MPa(氢气1.95MPa、二氧化碳0.05MPa)、搅拌速度600r/min、反应时间6小时;实验操作步骤和流程同实施例4完全一致。GC分析反应液,原料1,4-丁炔二醇的转化率>99.5%,产品中目标产物1,4-丁烯二醇99.3%,过度加氢副产1,4-丁二醇0.6%,其他副产杂质0.1%。
实施例15
Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3催化去氢乙基芳樟醇部分加氢得到乙基芳樟醇。
采用2L不锈钢高压釜进行实验,反应投料:去氢乙基芳樟醇(3,7-二甲基-6-壬烯-1-炔-3-醇)(99.8g,0.6mol)、三乙醇胺(0.05g)、溶剂乙醇(100mL)、催化剂Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3(1.0g)。反应温度80℃、压力1.5MPa(氢气1.45MPa、二氧化碳0.05MPa)、搅拌速度600r/min、反应时间4小时;实验操作步骤和流程同实施例4完全一致。GC分析反应液,原料去氢乙基芳樟醇的转化率>99.5%,产品中目标产物乙基芳樟醇98.6%,过度加氢副产二氢乙基芳樟醇0.8%,其他副产杂质0.6%。
实施例16
Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3催化去氢异植物醇部分加氢得到异植物醇。
采用2L不锈钢高压釜进行实验,反应投料:去氢异植物醇(3,7,11,15-三甲基-1-十六炔-3-醇)(103.1g,0.35mol)三乙醇胺(0.05g)、溶剂乙醇(100mL)、催化剂Pd-Mn-Pb(II)/CaCO3(0.5g)。反应温度80℃、压力2.0MPa(氢气1.9MPa、二氧化碳0.1MPa)、搅拌速度600r/min、反应时间4小时;实验操作步骤和流程同实施例4完全一致。GC分析反应液,原料去氢异植物醇的转化率>99.5%,产品中目标产物异植物醇(3,7,11,15-三甲基-1-十六烯-3-醇)99.4%,过度加氢产物二氢异植物醇0.4%,其他副产杂质0.2%。
实施例17
Pd-Mo-Pb(II)O2/CaCO3催化3,7,11-三甲基-6-十二烯-1-炔-3-醇部分加氢得到3,7,11-三甲基-1,6-十二烷二烯-3-醇。
采用2L不锈钢高压釜进行实验,反应投料:3,7,11-三甲基-6-十二烯-1-炔-3-醇(100.1g,0.45mol)、溶剂乙醇(50mL)、二乙醇胺(0.3g)、催化剂Pd-Mo-Pb(II)/CaCO3(0.5g)。反应温度60℃、氢气压力1.5MPa(氢气1.46MPa、二氧化碳0.04MPa)、搅拌速度600r/min、反应时间4小时;实验操作步骤和流程同实施例4完全一致。GC分析反应液,原料3,7,11-三甲基-6-十二烯-1-炔-3-醇的转化率>99.5%,产品中目标产物3,7,11-三甲基-1,6-十二烷二烯-3-醇99.0%,过度加氢副产3-甲基-3-戊醇0.6%,其他副产杂质0.4%。
对比例1
采用现有技术的0.5%Pd/Al2O3/ZnO催化2-甲基-3-丁炔-2-醇部分加氢得到2-甲基-3-丁烯-2-醇。
采用2L不锈钢高压釜进行实验,反应投料:2-甲基-3-丁炔-2-醇(80.0g,0.68mol)、催化剂0.5%Pd/Al2O3/ZnO(0.8g)。反应温度65℃、压力0.3MPa、搅拌速度600r/min、反应时间3小时;实验操作步骤和流程同实施例4完全一致。GC分析反应液,原料2-甲基-3-丁炔-2-醇的转化率>99.3%,产品中目标产物芳樟醇94.9%,过度加氢副产3.5%,其他副产杂质1.6%。
从上述实施例和对比例的比较可以发现,本发明采用对碳碳三键具有较强吸附作用的金属钨、锰、钼单质等作为催化剂金属助剂,增强了催化剂对碳碳三键底物的选择性吸附,从而提升了部分加氢反应的选择性。同时,本发明催化剂性能良好,而且底物适用范围广,无论是端位炔烃,还是内炔烃,本发明催化剂均显示了良好的活性和选择性。并且,在部分加氢反应过程中,本发明在反应体系中引入二氧化碳和少量的醇胺,减少原料炔醇二聚副反应的发生,有效提升了烯丙醇产物的选择性。
本领域技术人员可以理解,在本说明书的教导之下,可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。
Claims (11)
1.一种三键部分加氢方法,所述方法将炔烃原料部分加氢得到烯烃,其特征在于,所述加氢方法采用醇胺与含钯催化剂配合获得受控的加氢反应;
其中,所述加氢方法中加入气相二氧化碳,
其中,所述含钯催化剂由以下成分组成:
(I)载体,84.5~98.8wt%;
(II)主催化剂金属钯,1~10wt%;
(III)助剂金属,0.1~0.5wt%;
(IV)毒化剂,0.1~5.0wt%;
其中,所述载体为碳酸钙、硫酸钡、氧化铝和氧化硅中的一种或多种;
其中,所述助剂金属为单质钨、单质钼和单质锰中的一种或多种;
其中,所述毒化剂为铅盐、锌盐和铬盐中的一种或多种;
所述百分含量以催化剂总质量计。
2.根据权利要求1所述的部分加氢方法,其特征在于,所述醇胺为三乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺和三异丙醇胺中的一种或多种,醇胺的用量为底物质量的0.05~0.5wt%。
3.根据权利要求1所述的部分加氢方法,其特征在于,所述加氢方法是间歇反应或连续反应。
4.根据权利要求3所述的部分加氢方法,其特征在于,所述间歇反应的反应时间为2~6小时;所述反应的温度为40~80℃;反应气体压力为0.2~2.0MPa,二氧化碳分压占1~5%,其余为氢气,气体压力在反应过程中保持稳定;所述催化剂的用量相对于底物质量为0.5-2.0wt%。
5.根据权利要求1所述的部分加氢方法,其特征在于,所述部分加氢反应可以不加或加入溶剂;若加入溶剂,溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮和四氢呋喃中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的部分加氢方法,其特征在于,所述部分加氢反应加入的溶剂为乙醇。
7.根据权利要求1所述的部分加氢方法,其特征在于,催化剂的制备方法包含以下步骤:
SS1:将所述载体材料浸渍于钯盐、助剂金属盐溶液后,煅烧、还原,得到催化剂前体;
SS2:将催化剂前体浸渍于毒化剂溶剂中,在还原剂存在下进行催化剂毒化和修饰,到目标催化剂。
8.根据权利要求7所述的部分加氢方法,其特征在于,所述SS1中的钯盐为氯化钯、硝酸钯、醋酸钯和二氢四氯钯酸中的一种或多种;
和/或,所述助剂金属为硝酸钼、醋酸钼、醋酸锰、硝酸锰和四氯化钨中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的部分加氢方法,其特征在于,所述SS2中的毒化剂为乙酸铅、氧化锌、醋酸锌、氯化锌和醋酸镉中的一种或多种。
10.一种三键部分加氢方法的用途,所述部分加氢方法为权利要求1-9中任一项所述部分加氢方法,所述部分加氢方法用于炔烃原料部分加氢制备烯烃。
11.根据权利要求10所述的用途,其特征在于,所述炔烃原料为甲基丁炔醇、甲基戊炔醇、去氢芳樟醇、二氢去氢芳樟醇、去氢橙花叔醇、1,4-丁炔二醇和去氢异植物醇中的任一种。
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