專利名稱：一種催化加氫制備丁二酸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種催化加氫制備丁二酸的方法，特別涉及用固定床連續(xù)催化加氫制 備丁二酸的方法。
背景技術：
丁二酸俗名琥珀酸，是一種重要的精細化工產品和有機合成中間體，廣泛應用于 合成塑料、橡膠、醫(yī)藥、食品、涂料等工業(yè)中。近年來，由于其應用領域不斷擴大，國內外市場 對該產品的需求量也日益增加。特別是在合成生物降解塑料PBS中，對丁二酸的需求將迅 猛增大，市場前景廣闊。丁二酸的生產方法很多，但在工業(yè)上應用的方法只有微生物發(fā)酵法、電化學合成 法及催化加氫法。微生物發(fā)酵法國內外報道較多，國外已有規(guī)模化生產，國內發(fā)酵法制取 丁二酸起步較晚，尚未應用于實際生產，但發(fā)酵法制備丁二酸的工藝繁瑣，生產成本高。電 化學合成法也稱電解法，中國專利CN101008085A、CN101100758A、CN101225524A等介紹了 用該方法來制備丁二酸，但該合成法電流效率和轉化率不高，電極腐蝕嚴重，電解槽維修困 難，投資大，且占地面積大不利于大規(guī)模生產。催化加氫法是順丁烯二酸酐或酸在催化劑 作用下發(fā)生加氫反應，生成丁二酸。俄羅斯專利RU2129540、RU2237056介紹了用Pd_Ni或 Pd-Fe為活性組分的催化劑來催化加氫制備丁二酸。該催化劑用于制備丁二酸具有較好的 加氫效果，但該催化劑制備復雜，其加氫工藝都是采用間歇不連續(xù)的工藝，需進行產品與催 化劑的分離，催化劑為粉末狀且回收利用率低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種工藝流程簡單、生產成本和能耗 低、可連續(xù)大規(guī)模生產的固定床催化加氫制備丁二酸的方法，它采用的加氫催化劑為顆粒 狀負載型催化劑，且不需進行產品與催化劑的分離。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種催化加氫制備丁二酸的方法，其 特征在于包括如下步驟①濃度為15 40wt%的加氫原料與氫氣在裝有顆粒狀負載型催 化劑的固定床反應器內發(fā)生加氫反應，所述加氫原料為順酐水溶液、富馬酸水溶液或馬來 酸水溶液中的一種或幾種，加氫反應條件為反應入口溫度30 60°C，反應出口溫度70 170°C，反應氫分壓0. 1 10. OMPa，體積空速0. 1 4. Oh—1，氫酸摩爾比1. 2 30 1 ；②加氫 所得物料冷卻結晶后過濾，得濾餅和濾液，濾餅干燥即得丁二酸產品；③所得濾液為母液， 母液可循環(huán)利用。所述較優(yōu)的加氫反應條件為反應入口溫度40 55°C，反應出口溫度80 150°C，反應氫分壓1. 0 6. OMPa，體積空速0. 2 2. 01T1，氫酸摩爾比2 20:1。所述顆粒狀負載型催化劑的活性組分選自第VIII族金屬Fe、Co、Ni、Pd、Pt、Ru、 Rh、Ir中的一種或幾種，活性組分在催化劑中的總重量含量為0. 1 10. 0w% ；催化劑的載體 為具有耐酸性能的多孔固體物質，如二氧化硅、氧化鋯、活性炭、氧化鈦、碳化硅中的一種。
本發(fā)明催化劑的制備方法是一種本技術領域普通技術人員所熟知的常規(guī)方法。本發(fā)明的優(yōu)點(1)采用固定床催化加氫制備丁二酸，可實現(xiàn)連續(xù)、大規(guī)模地生產 丁二酸；(2)原料轉化率和丁二酸選擇性達99%以上，產品純度達99. 5%以上；(3)催化劑為 顆粒狀負載型催化劑，該催化劑活性選擇性高、穩(wěn)定性好、抗水能力強、強度好，且不需進行 產品與催化劑的分離；(4)采用母液循環(huán)利用技術，節(jié)約了原料，降低了成本，收率為100%， 實現(xiàn)了三廢零排放；(5)工藝流程簡單、規(guī)模效益大、產率高、生產成本和能耗低。
具體實施例方式下面結合具體實例進一步闡明本發(fā)明的內容，但這些實施例并不限制本發(fā)明的保 護范圍。實施例1
采用含10. 0w%Ni的Ni/Si02催化劑在固定床反應器上進行催化加氫制備丁二酸，加氫 原料為25wt%順酐水溶液，其反應條件反應入口溫度30°C，反應出口溫度70°C，反應氫分 壓7. OMPa,體積空速0. 11T1，氫酸摩爾比30 1。加氫反應所得到物料冷卻結晶，過濾；濾餅 干燥得丁二酸。原料轉化率和丁二酸選擇性分別為99. 1 %和99. 4%，經提純后產品純度可 達 99. 7%0實施例2
采用含0. 6w%Fe-0. lw%Pt的Fe-Pt/&02催化劑在固定床反應器上進行催化加氫制備 丁二酸試驗，加氫原料為40wt%馬來酸水溶液，其反應條件反應入口溫度50°C，反應出口 溫度135°C，反應氫分壓5. OMPa，體積空速為0. 51T1，氫酸摩爾比5:1，加氫反應所得到物料 冷卻結晶，過濾；濾餅干燥得丁二酸。原料轉化率和丁二酸選擇性分別為99. 0%和99. 0%， 經提純后產品純度可達99. 5 %。實施例3
采用含3. 5w%Co-0. 2w%Pd的Co-Pd/C催化劑在固定床反應器上進行催化加氫制備丁 二酸試驗，加氫原料為15襯％富馬酸與馬來酸水溶液，其反應條件反應入口溫度50°C，反 應出口溫度130°C，反應氫分壓0. IMPa，體積空速為1. Oh—1，氫酸摩爾比8:1，加氫反應所得 到物料冷卻結晶，過濾；濾餅干燥得丁二酸。原料轉化率和丁二酸選擇性分別為99. 5%和 99. 7%，經提純后產品純度為99. 8%。實施例4
采用含0. lw%Pd的Pd/C催化劑在固定床反應器上進行催化加氫制備丁二酸試驗，加氫 原料為30wt%順酐水溶液，其反應條件反應入口溫度55°C，反應出口溫度150°C，反應氫分 壓1. OMPa，體積空速為1. OtT1，氫酸摩爾比2:1，加氫反應所得到物料冷卻結晶，過濾；濾餅 干燥得丁二酸。原料轉化率和丁二酸選擇性分別為99. 9%和99. 9%，產品純度為99. 9%。實施例5
采用含2. 0w%Ni-0. lw%Ir的Ni-Ir/Ti02催化劑在固定床反應器上進行催化加氫制備 丁二酸試驗，加氫原料為20wt%馬來酸水溶液，其反應條件反應入口溫度40°C，反應出口 溫度80°C，反應氫分壓10. OMPa,體積空速0. 21T1，氫酸摩爾比20 1。加氫反應所得到物料 冷卻結晶，過濾；濾餅干燥得丁二酸。原料轉化率和丁二酸選擇性分別為99. 0%和99. 4%， 經提純后產品純度為99. 7%。
實施例6
采用含4. 0w%Ni-0. 2w%Ru的Ni-Ru/Si02催化劑在固定床反應器上進行催化加氫制備 丁二酸試驗，加氫原料為38wt%順酐水溶液，其反應條件反應入口溫度60°C，反應出口溫 度170°C，反應氫分壓3. 6MPa,體積空速4. OtT1，氫酸摩爾比1. 2 1。加氫反應所得到物料冷 卻結晶，過濾；濾餅干燥得丁二酸。原料轉化率和丁二酸選擇性分別為99. 2%和99. 0%，經 提純后產品純度為99. 5%。實施例7
采用含4. 8w%Ni-0. lw%Rh的Ni-Rh/SiC催化劑在固定床反應器上進行催化加氫制備丁 二酸試驗，加氫原料為18wt%馬來酸水溶液，其反應條件反應入口溫度55°C，反應出口溫 度126°C，反應氫分壓6. OMPa，體積空速2. Oh—1，氫酸摩爾比16:1。加氫反應所得到物料冷 卻結晶，過濾；濾餅干燥得丁二酸。原料轉化率和丁二酸選擇性分別為99. 4%和99. 5%，產 品純度為99.8%。
權利要求
一種催化加氫制備丁二酸的方法，其特征在于包括如下步驟①濃度為15～40wt%的加氫原料與氫氣在裝有顆粒狀負載型催化劑的固定床反應器內發(fā)生加氫反應，所述加氫原料為順酐水溶液、富馬酸水溶液或馬來酸水溶液中的一種或幾種，加氫反應條件為反應入口溫度30～60℃，反應出口溫度70～170℃，反應氫分壓0.1～10.0MPa，體積空速0.1～4.0h-1，氫酸摩爾比1.2～30:1；②加氫所得物料冷卻結晶后過濾，得濾餅和濾液，濾餅干燥即得丁二酸產品；③所得濾液為母液，母液可循環(huán)利用。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的的加氫反應條件為反應入口溫度 40 55°C，反應出口溫度80 150°C，反應氫分壓1. 0 6. OMPa,體積空速0. 2 2. 01T1， 氫酸摩爾比2 20:1。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述負載型催化劑，主要活性組分選自第 VIII 族金屬 Fe、Co、Ni、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir 中的一種或幾種。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于所述活性組分在催化劑中的總重量含量為 0. 1 10. 0w%。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于負載型催化劑的載體為具有耐酸性能的多 孔固體物質。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種催化加氫制備丁二酸的方法，它是在裝有催化劑的固定床反應器內，將順酐水溶液、富馬酸水溶液或馬來酸水溶液中的一種或幾種加氫得到丁二酸。本發(fā)明采用固定床使催化加氫制備丁二酸實現(xiàn)了連續(xù)化、大規(guī)模的生產；原料轉化率和丁二酸選擇性達99%以上，產品純度達99.5%以上；催化劑為顆粒狀負載型催化劑，不需進行產品與催化劑的分離；采用母液循環(huán)利用技術，節(jié)約了原料，降低了成本，收率為100%，實現(xiàn)了三廢零排放；工藝流程簡單、規(guī)模效益大、產率高、生產成本和能耗低。
文檔編號C07C55/10GK101844976SQ201010155729
公開日2010年9月29日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權日2010年4月27日
發(fā)明者佘喜春, 周冬京, 李慶華 申請人:湖南長嶺石化科技開發(fā)有限公司