技术领域
[0001] 本发明涉及一种制备新戊二醇的方法。
[0002] 本申请要求分别于2023年2月13日和2024年2月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10‑2023‑0018881和No.10‑2024‑0019690的优先权和权益,该两项专利申请的全部内容通过引用并入本说明书中。
相关背景技术
[0003] 新戊二醇(NPG)是熔点为130℃以上的白色晶体材料,用作各种合成树脂的重要中间体,并且在工业上也广泛地用作用于各种塑料粉末涂料、合成润滑剂、增塑剂、表面活性剂、纤维加工剂等的原料。
[0004] 这种NPG通常通过异丁醛与甲醛进行羟醛缩合反应制备羟基新戊醛(HPA),然后在催化剂存在下使该HPA与氢气反应来制备。在这种情况下,为了得到高产率,该反应在铜基催化剂存在下在高温(160℃以上)和高压(35巴以上)条件下进行。
[0005] 由于在这样的高温和高压条件下进行反应,因此可能发生催化剂的强度降低的问题。当催化剂的强度降低时,催化剂的反应性降低,这可能引起工艺稳定性方面的问题。
[0006] 此外,由于反应在高温高压条件下进行,作为催化剂载体的二氧化硅组分被洗脱,因此也可能发生待制备的新戊二醇溶液中的二氧化硅组分被洗脱的问题。这些问题可能需要额外的工艺来纯化二氧化硅组分。
[0007] 因此,正在不断努力地开发一种即使在高温高压条件下也由于优异的催化剂强度而具有改善的催化剂稳定性和优异的催化剂活性的催化剂。此外,正在不断努力地开发能够防止催化剂组分洗脱的技术。
[0008] [引用列表](专利文献1)韩国专利申请公开No.10‑2011‑0038324
具体实施方式
[0042] 在下文中,将详细描述本发明,使得本发明所属领域的技术人员可以容易地实施本发明。然而,本发明可以以各种不同的形式来实施,并且不限于本说明书中描述的配置。
[0043] 在本说明书中,当一个部分“包含”一个组成要素时,除非另有具体描述,否则这不意味着排除另一组成要素,而是意味着可以进一步包含另一组成要素。
[0044] 在本说明书中,“p至q”是指“p以上且q以下”。
[0045] 在本说明书中,“比表面积”通过BET方法来测量,具体地,使用由BEL Japan,Inc制造的BELSORP‑mino II,根据在液氮温度(77K)下吸附的氮气的量计算。即,在本发明中,BET比表面积可以指通过测量方法测量的比表面积。
[0046] 在本说明书中,“密度”的值是通过测量引入本领域中常用的1L量筒中的催化剂的重量来确定的。
[0047] 在本说明书中,作为“直径”,使用通过使用本领域中常用的游标卡尺测量20个催化剂样品的直径,然后将该值平均而得到的值。
[0048] 在本说明书中,“第n加氢催化剂”是用于根据填充的位置对加氢催化剂进行分类的表述,基于反应器的入口首先填充的加氢催化剂被定义为第一加氢催化剂。当反应器垂直定向时,反应器的入口可以表示为反应器的顶部,反应器的出口可以表示为反应器的底部,并且无论反应器的方向如何,反应器的入口(或顶部)与反应器的出口(或底部)之间的区域可以表示为反应器的中部。
[0049] 此外,在描述本发明时,将省略可能会不必要地模糊本发明的主旨的相关的已知技术的详细描述。
[0050] 本发明的一个示例性实施方案提供了一种制备新戊二醇的方法,所述方法包括:用包含铜的第一加氢催化剂填充加氢反应器的入口;用第二加氢催化剂填充所述加氢反应器的出口;将包含羟基新戊醛和氢气的原料气体引入到填充有所述第一加氢催化剂和所述第二加氢催化剂的所述加氢反应器中;和在使引入的原料气体依次与所述第一加氢催化剂和所述第二加氢催化剂接触的同时进行加氢反应,其中,第一加氢催化剂与第二加氢催化
2
剂彼此不同,第一加氢催化剂具有200m/g以上的比表面积和500g/L以上且小于600g/L的密度,并且满足上面式1和式2。
[0051] 根据本发明的制备新戊二醇的方法的特征在于,使用两种或更多种加氢催化剂的混合物,这些加氢催化剂根据反应器的位置对于操作条件表现出不同的核心性能。此外,第一加氢催化剂必须包含铜,其特征在于,加氢反应器的内部填充有比第二加氢催化剂更大比例的第一加氢催化剂。因此,即使在高温高压反应中,也可以通过防止催化剂组分的洗脱来增强制备新戊二醇的工艺的稳定性。换而言之,由于工艺可以长时间进行,因此可以提高生产率。此外,由于使用了适合于反应器的位置的催化剂,因此根据本发明的制备新戊二醇的方法具有高的新戊二醇产率。
[0052] 即,根据本发明的第一加氢催化剂是铜基催化剂。
[0053] 在本发明的一个示例性实施方案中,第一加氢催化剂可以具有200m2/g以上、优选2
地300m/g以上的比表面积。
[0054] 在本发明的一个示例性实施方案中,第一加氢催化剂可以具有1,000m2/g以下的比表面积。
[0055] 在本发明的一个示例性实施方案中,第一加氢催化剂可以具有200m2/g以上且1,2 2 2
000m/g以下、优选地300m/g以上且1,000m/g以下的比表面积。
[0056] 在本发明的一个示例性实施方案中,第一加氢催化剂可以具有500g/L以上且小于600g/L、优选地550g/L以上且小于600g/L的密度。
[0057] 通常,随着加氢催化剂的比表面积增加,加氢反应活性趋于增加。然而,当加氢催化剂的比表面积增加时,密度通常倾向于降低,这可能导致二氧化硅(Si)的洗脱量和催化剂的稳定性分别增加和降低。第一加氢催化剂通过满足比表面积范围而在低温下具有高活性,并且同时满足上述密度范围,因此可以防止二氧化硅的洗脱并且可以增强催化剂的稳定性。
[0058] 即,第一加氢催化剂是具有在低温下表现出高活性同时具有适当水平的催化剂稳定性的特征的催化剂。
[0059] 在本发明的一个示例性实施方案中,第一加氢催化剂可以是具有挤出或球形形态的催化剂。
[0060] 在本发明的一个示例性实施方案中,第一加氢催化剂可以具有1mm至6mm、优选地2mm至5mm的直径。当满足直径时,可以增加新戊二醇的产率。
[0061] 在本发明的一个示例性实施方案中,第二加氢催化剂包含铜组分,并且可以具有2 2
30m/g以上且小于200m/g的比表面积和600g/L以上的密度。即,第二加氢催化剂可以是铜基催化剂。然而,第二加氢催化剂具有与第一加氢催化剂不同的比表面积和密度范围。
[0062] 在本发明的一个示例性实施方案中,第二加氢催化剂可以具有30m2/g以上且小于2 2 2
200m/g、优选地80m/g以上且小于160m/g的比表面积。
[0063] 在本发明的一个示例性实施方案中,第二加氢催化剂可以具有600g/L以上、优选地650g/L以上的密度。
[0064] 在本发明的一个示例性实施方案中,第二加氢催化剂可以具有800g/L以下的密度。
[0065] 在本发明的一个示例性实施方案中,第二加氢催化剂可以具有600g/L以上且800g/L以下、优选地650g/L以上且800g/L以下的密度。
[0066] 第二加氢催化剂可以通过满足比表面积范围而使催化剂活性的降低最小化,并且可以通过满足密度范围而减少二氧化硅(Si)的洗脱量,从而增加催化剂的稳定性。也就是说,由于第二加氢催化剂在低温下具有高活性,并且通过满足比表面积范围而同时满足上述密度范围,因此可以防止二氧化硅的洗脱并且可以增强催化剂的稳定性。
[0067] 即,第二加氢催化剂是在具有适当水平的催化剂活性的同时具有在高温和高pH下高度稳定的特征的催化剂。
[0068] 在本发明的一个示例性实施方案中,第二加氢催化剂可以是具有挤出或球形形态的催化剂。
[0069] 在本发明的一个示例性实施方案中,第二加氢催化剂可以具有2mm至8mm、优选地3mm至6mm的直径。当满足直径时,可以增加新戊二醇的产率。
[0070] 在本发明的一个示例性实施方案中,可以进一步包括用不同于第一加氢催化剂和第二加氢催化剂的加氢催化剂填充所述加氢反应器,使得在所述加氢反应器中填充有第一加氢催化剂的位置与填充有第二加氢催化剂的位置之间的位置填充有该加氢催化剂。
[0071] 本发明的一个示例性实施方案提供了一种制备新戊二醇的方法,所述方法包括:用包含铜的第一加氢催化剂填充加氢反应器的入口;依次用第二加氢催化剂和第三加氢催化剂填充所述加氢反应器,使得所述加氢反应器的出口填充有所述第三加氢催化剂,并且在填充有所述第一加氢催化剂的位置与填充有所述第三加氢催化剂的位置之间的位置填充有所述第二加氢催化剂;将包含羟基新戊醛和氢气的原料气体引入到填充有所述第一加氢催化剂至所述第三加氢催化剂的所述加氢反应器中;并和在使引入的原料气体依次与所述第一加氢催化剂至所述第三加氢催化剂接触的同时进行加氢反应,其中,所述第一加氢催化剂至所述第三加氢催化剂彼此不同且满足下面式3和式4。
[0072] [式3]
[0073] x+y+z=100(%)
[0074] [式4]
[0075] x>y+z
[0076] 在式3和式4中,
[0077] x表示所述第一加氢催化剂在所述加氢反应器中的填充比例(%),
[0078] y表示所述第二加氢催化剂在所述加氢反应器中的填充比例(%),
[0079] z表示所述第三加氢催化剂在所述加氢反应器中的填充比例(%)。
[0080] 根据本发明的制备新戊二醇的方法可以进一步包括第三加氢催化剂,其特征在于,考虑到操作条件和核心性能,反应器还填充有第三加氢催化剂。即使在这种情况下,所述反应器也填充有最大比例的第一加氢催化剂,并且第一加氢催化剂的填充比例高于第二加氢催化剂与第三加氢催化剂的总填充比例。
[0081] 因此,即使在高温高压反应中,也可以通过防止催化剂组分的洗脱来增强制备新戊二醇的工艺的稳定性。即,由于工艺可以长时间进行,因此可以提高生产率,并且待制备的新戊二醇的产率高。
[0082] 当使用第一加氢催化剂至第三加氢催化剂时,上述描述可以应用于对第一加氢催化剂和第二加氢催化剂的描述。
[0083] 在本发明的一个示例性实施方案中,第三加氢催化剂包含铜组分,并且可以具有2 2
30m/g以上且小于200m/g的比表面积和600g/L以上的密度。即,第三加氢催化剂可以是铜基催化剂。然而,第三加氢催化剂具有与第一加氢催化剂不同的比表面积和密度范围。
[0084] 在本发明的一个示例性实施方案中,第三加氢催化剂可以具有30m2/g以上且小于2 2 2
200m/g、优选地80m/g以上且小于160m/g的比表面积。
[0085] 在本发明的一个示例性实施方案中,第三加氢催化剂可以具有600g/L以上、优选地650g/L以上的密度。
[0086] 在本发明的一个示例性实施方案中,第三加氢催化剂可以具有800g/L以下的密度。
[0087] 在本发明的一个示例性实施方案中,第三加氢催化剂可以具有600g/L以上且800g/L以下、优选地650g/L以上且800g/L以下的密度。
[0088] 第三加氢催化剂可以通过满足比表面积范围而使催化剂活性的降低最小化,并且可以通过满足密度范围而减少二氧化硅(Si)的洗脱量,从而增加催化剂的稳定性。也就是说,第三加氢催化剂通过满足比表面积范围而在低温下具有高活性,同时满足上述密度范围,因此可以防止二氧化硅的洗脱并且可以增强催化剂的稳定性。
[0089] 即,与第二加氢催化剂一样,第三加氢催化剂也是在具有适当水平的催化剂活性的同时具有在高温和高pH下高度稳定的特征的催化剂。
[0090] 在本发明的一个示例性实施方案中,第三加氢催化剂可以是具有挤出或球形形态的催化剂。
[0091] 本文中,与使用挤出机成型的挤出催化剂不同,催化剂具有球形形态的事实是指通过用活性成分涂覆球形载体来制备催化剂。
[0092] 在本发明的一个示例性实施方案中,第三加氢催化剂可以具有2mm至8mm、优选地3mm至6mm的直径。当满足直径时,可以增加新戊二醇的产率。
[0093] 在本发明的一个示例性实施方案中,第一加氢催化剂至第三加氢催化剂的比表面积可以满足下面式5。
[0094] [式5]
[0095] Sa>Sb>Sc
[0096] 在式5中,
[0097] Sa是第一加氢催化剂的比表面积(单位:m2/g),
[0098] Sb是第二加氢催化剂的比表面积(单位:m2/g),
[0099] Sc是第三加氢催化剂的比表面积(单位:m2/g)。
[0100] 即,在反应器的入口处填充的催化剂的比表面积最大,在反应器的出口处填充的催化剂的比表面积最小,在入口与出口之间的位置处填充的催化剂的比表面积具有中间大小。
[0101] 在本发明的一个示例性实施方案中,第一加氢催化剂至第三加氢催化剂的密度可以满足下面式6。
[0102] [式6]
[0103] dc>db>da
[0104] 在式6中,
[0105] da是第一加氢催化剂的密度(单位:g/L),
[0106] db是第二加氢催化剂的密度(单位:g/L),
[0107] dc是第三加氢催化剂的密度(单位:g/L)。
[0108] 即,在反应器的入口处填充的催化剂的密度最小,在反应器的出口处填充的催化剂的密度最大,在入口与出口之间的位置处填充的催化剂的密度具有中间大小。
[0109] 根据本发明的制备新戊二醇的方法的特征在于,在开发即使在高温和高压条件下,由于优异的催化剂强度,催化剂稳定性提高并且催化剂活性优异的催化剂的过程中,优化和应用制备所述催化剂的方法和条件。即,为了将比表面积调整到预定水平以下,并且在使催化剂的活性降低最小化的范围内提高催化剂的稳定性(或减少二氧化硅的洗脱量),可以通过将密度已经调整到预定水平以上的催化剂应用于制备新戊二醇的方法来提高新戊二醇的产率。
[0110] 即,当第一加氢催化剂至第三加氢催化剂的比表面积与密度之间的关系满足上述式5和/或式6时,可以优化加氢催化剂的活性和稳定性,使得使用其制备新戊二醇的情况具有新戊二醇的产率优异的效果。
[0111] 本发明的一个示例性实施方案提供了一种制备新戊二醇的方法,所述方法包括通过将羟基新戊醛(HPA)溶液和氢气引入到加氢反应器中来进行加氢反应,其中,加氢反应器填充有满足上述第一加氢催化剂至第三加氢催化剂的特征的加氢催化剂。
[0112] 即,在本发明的一个示例性实施方案中,加氢反应器可以填充有上述第一加氢催化剂至第三加氢催化剂。
[0113] 更具体地,在本发明的一个示例性实施方案中,加氢反应器可以填充有上述第一加氢催化剂和第二加氢催化剂,或者加氢反应器可以填充有所有的上述第一加氢催化剂至第三加氢催化剂。
[0114] 在本发明的一个示例性实施方案中,加氢反应器的入口和出口可以填充有氧化铝球。氧化铝球可以具有2mm至6mm的直径,并且可以用于均匀地分散反应物。
[0115] 在本发明的一个示例性实施方案中,除了包括根据本发明制备新戊二醇的催化剂之外,制备新戊二醇的方法可以是本领域中已知的方法。
[0116] 例如,加氢反应器可以是填充有制备新戊二醇的催化剂的固定床反应器(FBR),在这种情况下,不需要分离催化剂和反应产物,并且由于与现有技术相比有可以降低反应温度和反应压力,因此加氢反应器稳定操作且经济,并且由于催化剂易于更换并且可以减小反应器尺寸,因此具有显著降低投资成本的效果。
[0117] 图1示出了制备新戊二醇的现有方法,并且示出了反应器填充有第一加氢催化剂的情况。具体地,供应包括羟基新戊醛和氢气的原料气体的反应原料供应管1与反应器2连接,反应器2填充有第一加氢催化剂。在反应器2中填充有第一加氢催化剂的区域3如图1中所示。在这种情况下,反应器2可以是如上所述的固定床反应器(FBR)。从反应原料供应管1供应的原料气体在与填充在反应器2中的第一加氢催化剂接触的同时进行加氢反应,结果,可以得到新戊二醇。由此得到的新戊二醇可以通过反应产物出口管5从反应器2输送。在这种情况下,一部分新戊二醇可以通过反应产物循环管6转移到反应原料供应管1中并且再用于反应器2中的反应。
[0118] 图2示出了根据本发明的制备新戊二醇的方法,并且显示了反应器填充有第一加氢催化剂和第二加氢催化剂的情况。即,与图1相比,图2的不同之处在于反应器2的内部填充有第一加氢催化剂和第二加氢催化剂。具体地,反应器2的入口填充有x%的第一加氢催化剂,反应器2的出口填充有y%的第二加氢催化剂。在反应器2中填充有第一加氢催化剂的区域3和填充有第二加氢催化剂的区域4如图2中所示。此外,反应器2的入口在这里是指供应原料气体的位置。更具体地,反应器2的入口是指反应器2与反应原料供应管1连接的部分的位置。
[0119] 反应器2的出口是指产生的新戊二醇从反应器中排出的部分的位置。更具体地,反应器2的出口是指反应器2与反应产物出口管5连接的部分的位置。
[0120] 在这种情况下,第一加氢催化剂的填充比例高于第二加氢催化剂的填充比例。即,如图2中所示,满足x+y=100和x>y的条件。此外,对图1的描述可以应用于图2。
[0121] 图3示出了根据本发明的制备新戊二醇的另一方法,并且显示了反应器填充有第一加氢催化剂至第三加氢催化剂的情况。在这种情况下,第一加氢催化剂的填充比例高于第二加氢催化剂的填充比例与第三加氢催化剂的填充比例的总和。即,如图3中所示,满足x+y+z=100和x>y+z的条件。此外,对图1和图2的描述可以应用于图3。在这种情况下,在反应器2中填充有第一加氢催化剂的区域3以及填充有第二加氢催化剂和第三加氢催化剂的区域4'如图3中所示。
[0122] 在本发明的一个示例性实施方案中,羟基新戊醛溶液可以包含50重量%至80重量%的羟基新戊醛、1重量%至5重量%的新戊二醇、15重量%至35重量%的醇和1重量%至10重量%的水,在这种情况下,因为可以在不降低反应性的情况下使反应热最小化,所以具有抑制副产物产生的效果。此外,羟基新戊醛溶液可以进一步包含高沸点材料。即,在本发明的一个示例性实施方案中,羟基新戊醛溶液可以进一步包含1重量%至6重量%的高沸点材料。
[0123] 此外,在本发明的一个示例性实施方案中,加氢反应可以在100℃至250℃、优选地100℃至200℃、更优选地100℃至180℃的反应温度下进行。
[0124] 此外,在本发明的一个示例性实施方案中,加氢反应可以在35巴以上的反应压力下进行。反应压力是指测量的压力。
[0125] 当将根据本发明的一个示例性实施方案的用于制备新戊二醇的催化剂应用于新戊二醇的制备时,可以防止待制备的新戊二醇溶液中的催化剂组分(例如二氧化硅组分)被洗脱的问题。
[0126] 因此,当将根据本发明一个示例性实施方案的用于制备新戊二醇的催化剂应用于新戊二醇的制备时,不需要由于催化剂组分(例如二氧化硅组分)的洗脱而导致的纯化工艺,并且延长了催化剂寿命,从而可以得到能够降低制备成本的效果。
[0127] 下文中,将参照用于具体描述本发明的实施例详细描述本发明。然而,根据本发明的实施例可以以各种形式修改,并且不应解释为本发明的范围限于下面详细描述的实施例。提供本发明的实施例以向本领域普通技术人员更完整地说明本发明。
[0128] <实验例1>加氢催化剂的性能测量
[0129] 使用作为CuO/SiO2基加氢催化剂的加氢催化剂A至加氢催化剂C,以及由65重量%的HPA、2重量%的NPG、25重量%的2‑乙基己醇(2‑EH)、5重量%的H2O和3重量%的高沸点材料组成的反应原料来测量加氢催化剂的性能。
[0130] 首先,为了测量催化剂的活性,将2.5ml的催化剂A至催化剂C加入到100g的反应原料中,然后在160℃和35巴的条件下进行加氢反应1小时(hr)的同时测量H2消耗量。当H2消耗量大时,意味着催化剂的活性高。
[0131] 此外,为了测量从催化剂载体中洗脱的Si的量,在将少量的各催化剂A至催化剂C加入到过量的反应原料中之后,在180℃下进行加氢反应6小时,这是比正常反应条件更严苛的条件,然后测量在反应产物中洗脱的Si的含量。通过ICP‑OES分析测量Si含量。更具体地,将加氢反应后洗脱到反应产物中的Si的含量与初始催化剂中包含的Si的含量相比计算为相对比率。洗脱的Si含量高意味着催化剂的稳定性相对较低。
[0132] 此外,使用BET方法、1L量筒和游标卡尺测量了各加氢催化剂A至加氢催化剂C的比表面积、密度和直径。
[0133] 通过上述方法测量的加氢催化剂A至加氢催化剂C的特性如下面表1中所示。
[0134] [表1]
[0135]
[0136] 在下面的实施例和比较例中,使用在上面实验例1中测量了性能的催化剂A至催化剂C作为加氢催化剂。更具体地,催化剂A和催化剂B是具有挤出形态的催化剂,催化剂C对应于具有球形形态的催化剂。作为参照,对于催化剂A,使用由Evonik Industries制造的称为Octolyst 2009产品的市售催化剂,对于催化剂D,使用由Clariant制造的NiSAT360产品。
[0137] 此外,通过使用铜前体和硅溶胶水溶液合成催化剂中间体,然后将该催化剂中间体粉碎成细粉来制备催化剂B。之后,将已知的粘结剂与催化剂B混合以挤出催化剂,然后将挤出的催化剂在100℃以下的温度下干燥。之后,通过在250℃至450℃的温度下进行烧制来制备催化剂B。
[0138] 此外,通过使用铜前体和硅溶胶水溶液制备涂覆粉末,使用醇水溶液用涂覆粉末涂覆载体,然后干燥和烧制涂覆的载体来制备催化剂C。这里,以与用于催化剂C的条件相同的方式进行共沉淀、干燥和烧制步骤。
[0139] 此外,使用下面等式计算催化剂活性和洗脱量。
[0140] *催化剂活性(%)=目标催化剂的H2消耗量(L)/参照催化剂的H2消耗量(L)*100(%)
[0141] *Si的洗脱量(%)=反应后洗脱到反应产物中的Si的含量(重量份)/初始催化剂中包含的Si的总量(重量份)×100(%)
[0142] 将催化剂A定义为催化剂活性中的参照催化剂。
[0143] 1)实施例
[0144] 使用反应器直径为35.5mm的固定床反应器,在100mm的高度处分别用3mm和5mm的氧化铝球填充反应器的顶部,以使反应物均匀分布。
[0145] 随后,从下面开始,用加氢催化剂A和加氢催化剂B依次填充反应器分别至350mm和200mm的高度。用3mm氧化铝球填充反应器的底部至200mm。
[0146] 在向上述填充有催化剂的反应器以1.7g/min的流量供应2‑EH和以100ml/min的流量供应H2的同时,首先通过将反应器的温度从120℃逐步升高至200℃进行催化剂活化。
[0147] 一旦完成催化剂活化,在以3.4g/min的恒定流量供应由65重量%的HPA、2重量%的NPG、25重量%的2‑EH、5重量%的H2O和3重量%的高沸点材料组成的反应原料的同时开始加氢反应。在这种情况下,在将反应器中的催化剂层的入口温度保持在130℃的同时,将加氢反应产物以17g/min的流量再循环至反应器的入口,以将由加氢反应的热引起的催化剂层的温度控制在不超过180℃。
[0148] 在进行连续操作72小时的同时,通过GC分析确认反应产物的组成来计算HPA转化率和NPG产率,并且通过ICP‑OES分析来确认从反应产物中洗脱的Si的总量。对于GC分析,使用HP‑1柱(L:30m,ID:0.32mm,膜:1.05m),并且使用气相色谱分析装置(装置名称:Agilent 7890)在70℃/3分钟‑10℃/分钟‑280℃/35分钟的烘箱的温度条件下,分析有机材料,在这种情况下,使用FID作为检测器在280℃的温度下测量有机材料分析。
[0149] 在与实验例1相同的条件下进行ICP‑OES分析。
[0150] 将结果示于下面表2中。
[0151] 2)实施例2和实施例3以及比较例1和比较例2
[0152] 除了在催化剂层的顶部、中部和底部填充上面表1中所示的催化剂至下面表2中所示的高度以外,以与实施例1中相同的方式进行实施例2和实施例3以及比较例1和比较例2的加氢反应,然后计算HPA转化率和NPG产率,并且确认Si的洗脱总量。
[0153] 将结果示于下面表2中。
[0154] 3)比较例3至比较例5
[0155] 除了在催化剂层的顶部、中部和底部填充上面表1中所示的催化剂至下面表2中所示的高度以外,以与实施例1中相同的方式进行比较例3至比较例5的加氢反应,然后计算HPA转化率和NPG产率,并且确认Si的洗脱量。将结果示于下面表2中。
[0156] [表2]
[0157]
[0158]
[0159] 在上面表2中,实施例1和实施例2表示反应器中分别填充有对应于催化剂A和催化剂B以及催化剂A和催化剂C的两种类型的催化剂,实施例3表示反应器中填充有催化剂A至催化剂C的三种类型的催化剂,比较例1和比较例2表示反应器中分别填充有与催化剂A和催化剂B相对的一种类型的催化剂。括号中的数字表示填充的催化剂的填充高度。此外,使用下面等式计算转化率、产率和洗脱量。
[0160] *HPA转化率(%)=反应的HPA的摩尔数/供应的HPA的摩尔数×100(%)
[0161] *NPG产率=生成的NPG的摩尔数/供应的HPA的摩尔数×100(%)
[0162] *Si的洗脱量(%)=反应后洗脱到反应产物中的Si的含量(重量份)/初始催化剂中包含的Si的总量(重量份)×100(%)
[0163] 从上面表2中的结果可以看出,当在如比较例1和比较例2中用加氢催化剂填充反应器的过程中使用单一催化剂时,或者当在如比较例3中在顶部填充的包含铜的第一加氢2
催化剂具有小于200m/g的比表面积和600g/L以上的密度时,Si的洗脱量相对高或NPG产率降低,而当在如实施例1至实施例3中使用两种以上类型的加氢催化剂的混合物进行填充时,NPG产率高达99%且Si的洗脱量也降低。
[0164] 具体地,如在比较例1中,当满足比表面积200m2/g以上和密度500g/L以上且小于600g/L的条件的催化剂A用作引入到顶部中的包含铜的第一加氢催化剂时,尽管HPA转化率和NPG产率良好,但Si的洗脱量为0.3%,这导致催化剂的寿命由于催化剂强度的降低而缩
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短,而如在比较例2中,当不满足比表面积200m/g以上和密度500g/L以上且小于600g/L的催化剂B用作引入到顶部中的包含铜的第一加氢催化剂时,尽管Si的洗脱量良好,但HPA转化率和NPG产率均降至99%以下。具体地,当HPA转化率小于99%时,存在未反应的材料积聚在反应产物循环管6中的问题,导致需要的催化剂的量显著增加。如在比较例3中,在顶部使
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用催化剂B,同时在底部组合比表面积为30m/g以上且小于200m /g和密度为600g/L以上的催化剂C,但如在比较例2中一样,HPA转化率和NPG产率没有出现改善。
[0165] 比较例4对应于不满足[式2]的情况:用比表面积为200m2/g以上和密度为500g/L2
以上且小于600g/L的催化剂A填充顶部至150mm的高度,用比表面积为30m/g以上且小于
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200m/g和密度为600g/L以上的催化剂B填充中部至300mm的高度,用比表面积为30m /g以上
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且小于200m /g和密度为600g/L以上的催化剂C填充底部至100mm的高度,尽管Si的洗脱量维持在良好的水平,但HPA转化率和NPG产率均为低于99%的水平,HPA转化率和NPG产率没有出现改善。
[0166] 此外,在比较例5的情况下,通过将Ni基催化剂代替铜基催化剂引入到催化剂层的顶部来进行HPA加氢反应,但是在进行连续反应72小时时,催化剂活性持续降低,使得无法测量稳定的催化剂活性。换言之,Ni基催化剂的反应稳定性太低,以至于无法测量用于HPA加氢反应的催化剂活性,因此发现该催化剂不适合作为用于制备NPG的催化剂。
[0167] 也就是说,可以确认,当应用根据本发明的制备新戊二醇的方法时,通过保持高反应产率的同时减少作为催化剂载体的Si组分的洗脱量,可以抑制催化剂强度的降低,并且可以延长催化剂的寿命。