植物为基础的不饱和化合物的 加氢方法和用过的催化剂的再生方法 本发明涉及一种用含有接枝基团的聚合物固载的催化剂使植物为基础的不饱和化合物加氢的方法。本发明还涉及催化剂的再生方法。术语“植物为基础的不饱和化合物”在这里指非激素的不饱和植物甾族化合物以及指不饱和脂肪酸及其甘油三酯。
甾族化合物是有复杂结构的大分子不挥发和热敏感的有机化合物。它们可用于许多特殊的用途:用作药物、食品添加剂、化妆品等。它们常以小规模生产,相同的多用途反应器用于各种反应的甾族化合物合成,例如加氢、氧化、还原和酯化反应。
甾族化合物是一类有类似结构的化合物。它们通常存在于植物和动物中,例如它们包括甾醇、维生素D、胆汁酸和性激素。甾族化合物的结构以下列的1,2-环戊烯并菲环系为基础:
甾醇为结构中含有羟基地甾类化合物。甾醇为结晶的C26-C30化合物,它们在C17上含有脂族侧链。在自然界中,甾醇作为游离甾醇或作为高碳脂肪酸的酯出现。甾醇可从脂肪和油类的不可皂化部分中分离出来。大家熟悉的动物甾醇是胆甾醇。大家熟悉的植物甾醇是豆甾醇、谷甾醇和麦角甾醇(酵母甾醇)。胆甾醇的结构下式说明:
对于Δ5双键加氢来说,第3和10碳原子处取代基的立体化学是重要的。如果C3处的羟基和C10处的甲基都在环的上方,那么它们彼此在顺式位置。在甾族化合物中,在环上方的一类取代基用β表示,而在环下方的一类取代基用α表示。在所有植物甾醇中,羟基和甲基都在β位置。
谷甾醇的结构与胆甾醇的区别仅在于,在谷甾醇中有一个连接到C24上的乙基。谷甾醇和胆甾醇的双键称为Δ5键。胆甾醇也称为5-胆甾-3β-醇,而谷甾醇也称为24α-乙基-5-胆甾-3β-醇。
催化加氢是甾族化合物合成中通用的中间步骤。例如,它用于使各种官能基团还原或使双键加氢。加氢是否成功取决于产物在立体化学上是否正确。如果产物在立体化学上不正确,它就不适合于进一步合成或不适合实际的应用。本发明的加氢方法用于制备C5处的H原子处于α位的甾族化合物。
根据现有技术,甾族化合物用镍黑、阮内镍和负载在无机载体上的镍催化剂加氢。但是,对甾族化合物的双键加氢来说,金属镍的活性不够高。对于甾族化合物也用贵金属催化剂加氢,特别是Pd和Pt催化剂。使用金属黑或负载到无机载体或活性炭上的贵金属催化剂进行加氢。使用负载在活性炭上的贵金属催化剂,特别是Pd/C催化剂可达到原料的最高转化率。通常已知,使用这样的催化剂存在的问题是加氢后从反应混合物中分离颗粒催化剂粉末、催化剂易氧化性以及催化剂不能循环使用。
一直到60年代,用于甾族化合物Δ5双键加氢最常用的催化剂是铂。在合成中,铂以亚当斯铂氧化物的形式使用。亚当斯铂氧化物是通过用氢将二氧化铂还原成金属铂的方法原位制备的加氢催化剂。
在60年代末期,已发现,在甾族化合物双键加氢中最有效的催化剂是钯。在乙醇中、在常温、常压下用Pd/C催化剂使胆甾醇加氢得到胆甾烷醇,产率为85-95%。它比在乙酸乙酯和环己烷中用铂氧化物得到的产率好,而比在乙酸中用铂氧化物得到的产率高得多。
使用金属Pt、Rh、Ir、Ru、Os和Pd,胆甾醇在与α-蒎烯的竞争反应中加氢。使用Pd时,胆甾醇相对于α-蒎烯的反应速率为1.2;而使用Os时,未检测出反应;而使用其他金属时,相对反应速率为约0.12至0.16。甾族化合物与Pd催化剂强烈的反应是甾族化合物强烈吸附到钯的表面的结果。特别是甾族化合物的α表面具有对钯的高度吸附能力。
如果其他官能基团的氢解可避免,那么铂氧化物可用于甾族化合物双键的加氢。当存在双键迁移问题时,推荐使用阮内镍或铂。使用阮内镍、铂氧化物或氧化铜铬,在Δ5双键加氢中得到纯的5α-形式。
不饱和油和脂的加氢涉及脂族链中许多双键的加氢。由于同时出现不饱和键的异构化,油和脂的加氢反应是复杂的。植物油是脂肪酸的甘油三酯,以及在每一脂肪酸中含有一个、两个、三个或更多的不饱和键。
用于加氢的最重要酸例如为亚麻酸、亚油酸和油酸,其中所有的都含有18个碳原子。亚麻油是含有三个双键的脂肪酸:双键在第9位、第12位和第15位。亚油酸含有两个双键:双键在第9位和第12位。而油酸在第9位含有一个双键。这些脂肪酸加氢的最终产物为硬脂酸,它为含有18个碳原子的饱和分子。
加氢是将液体油转化成半固体塑性脂肪的一条途径,后者适用于生产脂肪产品和人造奶油。加氢还有其他所需的作用:例如它使脂肪的稳定性和颜色得到改进。
在脂肪酸分子双键加氢中有催化活性的金属包括Fe、Co、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag或Au。含镍催化剂已用于大多数油的加氢法。使用镍催化剂存在的问题是选择性差。此外,镍催化剂不适用于亚麻酸选择性加氢成亚油酸。
在催化剂研究中的目标长期以来是研制同时具有均相催化剂和多相催化剂优点的催化剂。均相催化剂(即在液相加氢中的液体催化剂)几乎总是比多相催化剂(即加氢中的固体催化剂)得到更好的选择性和活性,反过来后者又有更好的分离性。显然在加氢后多相催化剂比均催化剂更容易从反应混合物中分离,但是分离常常仍然太复杂,因为为了得到足够的活性,必需使用颗粒状的催化剂粉末。研制聚合物固载的催化剂的目标已将均相催化作用和多相催化作用的优点结合起来。
聚合物固载的催化剂有许多优点。它们比传统的多相催化剂有更高的活性,因为该催化剂活性中心彼此分离,并且不生成配体桥联的络合物。聚合物固载的催化剂由于有更大的空间环境,因此还有更好的选择性。此外,催化剂的损失比传统的催化剂小。
聚合物固载的催化剂显然比传统的催化剂要贵,因此必需选择适合的载体,以便使催化剂能循环使用。为了使催化剂能耐受剧烈的搅抖,载体还必需在机械上是坚固的。载体的物理结构必需适合于使尽可能多的官能基团与反应混合物接触。此外,载体的微环境必需是符合要求的一类并适合于反应:例如,它应具有适当的极性、亲水性和微粘度。
近年来,交联的聚苯乙烯树脂常用作过渡金属催化剂的载体。但是,它们的应用是存在问题的,因此树脂固载的催化剂不能用于各种工业应用。在很大程度上,反应速率取决于溶剂,溶剂使聚合物溶胀以及使反应物接近催化剂的活性中心。此外,反应物极性的差别和大小的变化可能妨碍在树脂中的扩散。
由于聚苯乙烯树脂存在的问题,近年来正在寻找新的聚合物载体材料。用作载体材料的聚烯烃,特别是聚乙烯和聚丙烯已证明是有前途的。例如,将威尔金森均相催化剂用化学方法连接到聚乙烯晶体上和微孔的聚乙烯中空纤维上。但制备这些催化剂的方法是复杂的,所以不适合于大规模生产这些催化剂。
当催化剂的活性或选择性从原有水平下降时,催化剂在使用中失活。催化剂的中毒、结垢或烧结或活性组分的损失可使催化剂失活。硫是使金属催化剂中毒的最普通的物质之一。
再生是使催化剂恢复到原有活性的一种处理方法。在现有技术中,未报导过失活的聚合物固载的金属催化剂的再生方法。
本发明的一个目的是提供一种用于非激素的不饱和植物甾族化合物和基于植物的脂肪酸及其甘油三酯用氢催化加氢的方法。本发明还涉及用于加氢法的催化剂的再生方法。
本发明的方法可适用于所有基于植物的非激素甾族化合物的加氢。这些甾族化合物例如包括纸浆中性馏分中所有基于木材的不饱和甾族化合物和从植物中分出的甾族化合物(例如β-谷甾醇和菜油甾烷醇)及其所有分解产物(例如谷甾烯)。甾族化合物中的侧链长度可变化。
本发明的加氢方法还可用于植物为基础的不饱和脂肪酸的加氢。它们例如包括牛油所含的所有脂肪酸及其蒸馏产物,以及包括植物油所含的脂肪酸,例如亚油酸、亚麻酸和油酸。
本发明加氢方法的特征在于,催化剂为固载到含有接枝基团的聚合物载体上的金属催化剂。
催化剂的聚合物载体是含有接枝基团的聚合物,优选用单体基团和/或聚合基团接枝的聚合物。优选的聚合物载体也可定义为接枝聚合物或接枝共聚物。特别优选的聚合物载体是这样的聚烯烃聚合物,单体基团和/或聚合基团接枝到该聚合物上。用于接枝的单体基团例如可为丙烯酸基团,聚合基团例如可为聚丙烯酸基团。它们也可为甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸、苯乙烯或聚苯乙烯基团。
用作优选聚合物载体的聚烯烃可用式-CH2-CHR说明,其中R为H或(CH2)nCH3,其中n为0-20。这样的聚烯烃的例子是聚乙烯和聚丙烯。载体聚合物也可为卤代的聚烯烃-CX2-CX2-,其中X为H或卤素或其混合物。这样的聚烯烃的例子是聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯。接枝试剂可用式-CH2-CR1-(COOH)说明,其中R1为H或CH3或下式
固载到催化剂上的金属优选为过渡金属,特别是Ni、Pd、Pt、Rh和Ru或其混合物。按聚合物载体计,金属的用量通常为5-10%。
接枝试剂和聚合物载体的重量比可在0.5-20、优选1-6范围内变化。金属与接枝试剂之间的摩尔比为0.001-0.5、优选0.01-0.1。
在本发明的催化加氢中,固载到聚合物载体上的催化剂可为薄膜、纤维、球、圆柱、马鞍、圆环形式,或小球或中空纤维或薄膜等任何其他形式。最优选的催化剂例如为分开的纤维或毡或丝网形式。
催化剂的粒度可以变化。当使用类似纤维的催化剂时,催化剂纤维的厚度例如可为10-300μ以及长度可为0.1-10cm。
用于本发明加氢方法的聚合物催化剂例如可用US5326825中公开的预辐照接枝法来制备。它是一种两步法,其中首先在氮气气氛下仅辐照聚合物,随后经辐照的聚合物在单体溶液中接技。催化剂的制备包括以下步骤:(a)在氮气气氛下将聚合物例如聚乙烯聚合物暴露到直线加速器的射线下;(b)将经辐照的聚合物浸入单体溶液中(例如丙烯酸的水溶液);(c)分离生成的接枝聚合物,(d)将金属负载到聚合物上,(e)使催化剂还原。
在本发明的加氢方法中,例如可能使用一种商购的催化剂(由SMOPTECH Oy,Turku,Finland制造的),其中金属钯(例如5%或10%)固载到丙烯酸接枝的聚丙烯或聚乙烯聚合物纤维载体上。用US 5326825中公开的方法来制备这种催化剂。
在本发明方法中使用的催化剂在加氢前可用水进行处理,以便使它溶胀。溶胀使催化剂的面积增加,以及使催化效率增加,因为反应速率增加。
本发明的加氢反应可在溶剂中进行,也可在没有溶剂的条件下进行。中性有机溶剂,例如醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇或叔丁醇)或环己烷优选用于甾族化合物立体选择性加氢制备α-形式产物。
脂肪酸可在使用溶剂的条件下加氢,也可在没有溶剂的条件下加氢。溶剂可为有机溶剂,例如乙二醇单乙基醚。
加氢压力可为0.5-10巴,优选约1至3巴(以超过大气压的压力表示)。对于易于生成加氢产物的双键加氢来说,1巴的压力是足够的,而相当难以生成加氢产物的双键可在数巴的压力下加氢。
加氢温度可从室温变化到约200℃,它与压力有关。易于生成加氢产物的双键可在室温下加氢,而较难生成加氢产物的双键加氢需要更高的温度和/或压力。随着温度升高,反应速率增加。对于甾族化合物来说,优选的加氢温度为约60至80℃;而对脂肪酸来说,优选的加氢温度为约80至160℃。
反应时间可为0.5-24小时,最通常为约数小时。
反应混合物总量中,要加氢的原料数量可变化,用甾化合物时例如为1-30%(重量)(与溶剂有关),而用脂肪酸时为1-100%(重量)。
加氢可在各种类型反应器中进行,例如在固定床反应器或搅拌釜反应器中进行。反应器可为间歇反应器,也可为连续反应器。
加氢反应后,催化剂可用过滤的方法分离,而加氢产物通常用晶化法分离。
在本发明的方法中,催化剂可很容易从加氢产物中分离,没有着火的危险;由于选择性高,加氢反应中生成的副产物很少。该法可在相当低的压力下进行。
本发明的加氢方法也可与用过催化剂的再生结合起来。本发明还涉及使催化剂再生的这一另加工艺步骤。昂贵催化剂的使用要求催化剂有循环使用性,通过本发明的再生方法使得这一点成为可能。
本发明的再生方法包括使用过的催化剂在升温下氧化的特征步骤。氧化可在溶剂(例如水)中进行,或在没有溶剂的条件下进行。氧化在含氧气氛下进行。“升温”指约50至200、优选110至115℃的温度。再生时间通常约数小时,压力为常压。再生也可在升压下进行,即超过大气压0.01至10巴。
“含氧气氛”优选指空气。使用氧浓缩的空气也是可能的。
在氧化前后,催化剂优选用水洗涤。使用有机溶剂或水与有机溶剂的混合物也是可能的。
在实施中,催化剂的再生通常包括以下步骤:(a)在沸水中洗涤,(b)过滤,(c)在含氧气氛下氧化,(d)用沸水洗涤和(d)过滤。
例如当使用钯催化剂时,在再生的第一洗涤步骤过程中,从催化剂中除去少量硫。在氧化步骤中,催化剂中的硫化钯被氧化成水溶性的硫酸钯。水溶性的硫酸钯在第二洗涤步骤中通过洗涤除去,同时又不会除去金属钯。
以下的实施例旨在说明本发明的加氢方法以及在加氢中使用的催化剂的再生。
实施例1
钯固载的丙烯酸核枝的聚丙烯聚合物纤维载体催化剂含有10%(重量)金属钯(催化剂用US 5326825中公开的方法制备,由SMOPTECH Oy,Turku,Finland制备),在体积336升的间歇反应器的中试规模装置上,将该催化剂用于135公斤正丙醇中的15公斤甾族化合物混合物加氢,该混合物含有78.3%(β-谷甾醇、13.6%β-谷甾烷醇、5.1%菜油甾醇和0.6%菜油甾烷醇。催化剂的数量为300克,反应温度为约60℃,总压为超过大气压约1巴,搅拌速度约180转/分。β-谷甾醇(SSTRL)加氢的主要产物为β-谷甾烷醇(SSTNL)。加氢反应用以下反应式说明:
菜油甾醇(CSTRL)加氢成菜油甾烷醇(CSTNL):
在加氢8.5小时后,混合物有以下甾族化合物组成:3.7%β-谷甾醇、85.1%β-谷甾烷醇、1.4%菜油甾醇和5.4%菜油甾烷醇。
实施例2
使用这样的催化剂,其中10%(重量)金属钯固载到丙烯酸接枝的聚乙烯聚合物纤维载体上(催化剂用US 5326825中公开的方法制备,用SMOPTECH Oy,Turku,Finland制备的)。在体积336升的间歇反应器的中试规模装置上,将该催化剂用于135公斤正丙醇中的15公斤甾族化合物混合物加氢,该混合物含有77.9%β-谷甾醇、13.3%β-谷甾烷醇、6.3%菜油甾醇和0.7%菜油甾烷醇。催化剂的数量为300克,反应温度为60-80℃,总压力超过大气压0.9-3.5巴,搅拌速度约180转/分。加氢6小时后,混合物有以下甾族化合物组成:5.4%β-谷甾醇、82.4%β-谷甾烷醇、1.6%菜油甾醇和6.3%菜油甾烷醇。
实施例3
使用按实施例2中相同的方法制备的催化剂。在体积1.0升的间歇反应器的实验室规模装置上,将该催化剂用于450克异丙醇中的50克甾族化合物混合物加氢,该混合物含有77.4%β-谷甾醇、12.5%谷甾烷醇、6.7%菜油甾醇和0.7%菜油甾烷醇。催化剂中金属钯的数量为甾族化合物原料数量的0.5%(重量),甾族化合物原料的数量为反应混合物总重的10%,反应温度为80℃,总压力超过大气压的约1巴,搅拌速度约600转/分。加氢2小时后,混合物有以下甾族化合物组成:0.9%β-谷甾醇、81.1%β-谷甾烷醇、0.8%菜油甾醇和6.8%菜油甾烷醇。
实施例4
一种含有5%(重量)金属钯的催化剂(催化剂用US 5326825中公开的方法制备,由SMOPTECH Oy,Turku,Finland制造的)固载到丙烯酸接枝的聚乙烯聚合物纤维载体上,在体积1.0升的间歇反应器的实验室规模装置上,将该催化剂用于在450克异丙醇中的50克甾族化合物混合物加氢,该混合物含有78.6%β-谷甾醇、11.9%β-谷甾烷醇、6.4%菜油甾醇和0.6%菜油甾烷醇。催化剂中金属钯的数量为甾族化合物原料的0.1%,甾族化合物原料的数量为反应混合物总重的10%,反应温度为80℃,总压力超过大气压约3巴,搅拌速度约600转/分。加氢2小时后,混合物有以下甾族化合物组成:22.9%β-谷甾醇、66.7%β-谷甾烷醇、2.2%菜油甾醇和5.4%菜油甾烷醇。
实施例5
使用按实施例2相同的方法制备的催化剂。在体积1.0升的间歇反应器的实验室规模装置上,将该催化剂用于在180克环己烷中的20克甾族化合物混合物加氢,该混合物含有78.0%β-谷甾醇、13.4%β-谷甾烷醇、6.1%菜油甾醇和0.7%菜油甾烷醇。在催化剂中金属钯的数量为甾族化合物数量的2%(重量),甾族化合物原料的数量为反应混合物总量的10%,反应温度为60℃,总压力超过大气压约1巴,搅拌速度约300转/分。加氢1小时后,混合物有以下甾族化合物组成:12.5%谷甾醇、74.0%β-谷甾烷醇、1.9%菜油甾醇和5.6%菜油甾烷醇。
实施例6
使用按实施例2的相同方法制备的催化剂。在体积1.0升的间歇反应器的实验室规模装置上,将该催化剂用于在450克正丙醇中的50克甾族化合物混合物加氢,该混合物含有79.8%β-谷甾醇、11.3%β-谷甾烷醇、6.5%菜油甾醇和0.7%菜油甾烷醇。相同的催化剂在相同的反应条件下用于相同原料的6次加氢。加氢后,用过滤的方法从产物中分离催化剂,并在沸腾的正丙醇中洗涤,催化剂与溶剂的重量比为1∶60。在所有的加氢中,反应条件如下:催化剂中的金属钯数量为甾族化合物原料的0.2%,甾族化合物原料的数量为反应混合物总重的10%,反应温度为70℃,总压力超过大气压约3巴,搅拌速度约600转/分。在如此进行的顺序加氢中,产物组成示于图1。因此图1表示在试验系列中产物的组成,其中加氢后催化剂在正丙醇中洗涤。
在顺序加氢中催化剂的失活可从图1看出。在6次加氢过程中,未发生明显的催化剂质量损失。
实施例7
使用按实施例2相同的方法制备的催化剂。在体积1.0升的间歇反应器的实验室规模装置上,将催化剂用于在450克正丙醇中的50克与实施例6相同的甾族化合物混合物加氢。在相同的反应条件下进行的8次加氢使用相同的催化剂,使用相同的原料。加氢条件与实施例6相同。加氢后,将催化剂在沸水中洗涤10分钟,催化剂与水的重量比为1∶60。洗涤后,将用过滤的方法从水中分离出的催化剂在110℃下,在含氧气氛下氧化3小时,此后将催化剂在水中按第一次洗涤相同的方法洗涤。第二次洗涤后,将用过滤的方法从水中分离出的催化剂用于下次加氢,同时用水润湿。在如此进行的顺序加氢中,产物组成示于图2。因此图2表示试验系列中产物的组成,其中催化剂在加氢之间用以下方法再生:在沸水用洗涤催化剂,在110℃下氧化催化剂,最后再次在沸水中洗涤催化剂。
用实施例中所述的方法可防止催化剂失活。在最后一次加氢过程中出现的活性稍下降是催化剂损失的结果:8次加氢后,仅留下原有数量73%的催化剂。
实施例8
再生的洗涤和氧化步骤对催化剂硫含量的影响在工业规模的试验中用催化剂失活来研究。每一实验室试验使用的催化剂数量为2.5克,催化剂进行表Ⅰ所示的再生。再生后,用氧弹法分析催化剂的硫含量。
表Ⅰ研究催化剂硫含量下降的再生方法试验再生方法R100未再生R1011)在离子交换水中洗涤10分钟2)在110℃下氧化3小时3)在离子交换水中洗涤20分钟
表Ⅱ列出分析结果。
表Ⅱ在工业规模试验中中毒的催化剂再生后的硫含量样品硫含量,ppmR100300R10155
在表Ⅱ所列结果的基础上,显然在再生中催化剂的硫含量下降。
实施例9
使用按实施例2相同的方法制备的催化剂。在体积336升的间歇反应器中的中试规模装置上,将该催化剂用于在135公斤正丙醇中的15公斤甾族化合物混合物加氢,该混合物含有78.2%β-谷甾醇、12.2%β-谷甾烷醇、6.6%菜油甾醇和0.6%菜油甾烷醇。催化剂的数量为300克,反应温度为70-80℃,总压力超大气压约3.2巴,搅拌速度约180转/分。当相同的催化剂使用第7次时,在加氢5小时后,混合物有以下甾族化合物组成:25.1%β-谷甾醇、64.3%β-谷甾烷醇、2.9%菜油甾醇和5.3%菜油甾烷醇。此后,相同的催化剂在相同的反应条件下用于4次加氢,使用相同的原料。每次加氢以前,用以下方法再生催化剂:在20公斤沸水中洗涤30分钟,在115℃下氧化4小时,然后在20公斤沸水中第二次洗涤30分钟。甚至在第11次加氢中,在加氢4.5小时后,相同的催化剂得到如下甾族化合物组成:1.5%β-谷甾醇、84.4%β-谷甾烷醇、1%菜油甾醇和6.9%菜油甾烷醇。
实施例10
使用按实施例2相同的方法制备的催化剂。在体积0.3升的间歇反应器的实验室规模装置上,将该催化剂用于含有100克脂肪酸和50克乙二醇单乙基醚的溶液加氢。在加氢中使用的脂肪酸溶液含有63.3%(重量)亚油酸、20.1%(重量)油酸和5.5%(重量)硬脂酸。催化剂的数量为0.5克,反应温度为100℃,总压为超过大气压约5.0巴,搅拌器的转动速度为约600转/分。加氢2小时后,脂肪酸的组成如下:20.7%(重量)亚油酸、59.8%(重量)油酸和9.0%(重量)硬脂酸。
实施例11
使用按实施例2相同的方法制备的催化剂。在体积0.3升的间歇反应器的实验室规模装置上,将该催化剂用于含100克脂肪酸和50克乙二醇单乙基醚的溶液加氢。在加氢中使用的脂肪酸溶液含10.2%亚油酸、69.3%(重量)油酸和1.9%(重量)硬脂酸。催化剂的数量为1.0克,反应温度为110℃,总压为超过大气压约4.0巴,搅拌器的转动速度为约600转/分。加氢2小时后,脂肪酸的组成如下:1.2%(重量)亚油酸、52.7%(重量)油酸和31.3%(重量)硬脂酸。
实施例12
使用按实施例2相同的方法制备的催化剂。在体积0.3分米3的间歇反应器的实验室规模装置上,将该催化剂用于含有150克脂肪和树脂酸的溶液加氢。用于加氢的脂肪和树脂酸的溶液含有8.9%(重量)亚麻酸、42.9%(重量)亚油酸、32.8%(重量)油酸和1.5%(重量)硬脂酸。催化剂的数量为2.5克,反应温度为130℃,总压为超过大气压约6.0巴,搅拌器的转动速度为约600转/分。加氢2小时后,脂肪酸的组成如下:1.5%(重量)亚麻酸、21.8%(重量)亚油酸、72.8%(重量)油酸和1.5%(重量)硬脂酸。
实施例13
使用按实施例2相同方法制备的催化剂。在体积0.3升的间歇反应的实验室规模装置上,将该催化剂用于含有100克脂肪酸和50克乙二醇单乙基醚的溶液加氢。用于加氢的脂肪酸溶液含有64.8%(重量)亚油酸、20.2%(重量)油酸和4.3%(重量)硬脂酸。催化剂的数量为2.0克,反应温度为130℃、总压为超过大气压约6.0巴,搅拌器的转动速度为约600转/分。由于加氢2小时后催化剂部分失活,脂肪酸的组成如下:24.4%(重量)亚油酸、55.9%(重量)油酸和10.6%(重量)硬脂酸。此后,催化剂用以下方法再生:在120升沸水中洗涤15分钟,在110℃下氧化3小时,再次在120毫升沸水中第二次洗涤20分钟。用再生过的催化剂(1.78克)加氢2小时后,脂肪酸的组成如下:14.0%(重量)亚油酸、62.5%(重量)油酸和13.7%(重量)硬脂酸。
实施例14
使用按实施例2的相同的方法制备的催化剂。在体积1.0升的间歇反应器的实验室规模装置上,将该催化剂用于在450克正丙醇中的50克甾族化合物混合物加氢,该甾族化合物混合物含有79.8%(重量)β-谷甾醇、11.3%β-谷甾烷醇、6.5%(重量)菜油甾醇和0.7%(重量)菜油甾烷醇。进行两次加氢,其中催化剂中的金属钯为甾族化合物原料数量的0.2%,甾族化合物原料的数量为反应混合物总量的10%,反应温度为70℃,总压超过大气压约3巴,搅拌转速为600转/分。在上述条件下,使用催化剂制造商提供的催化剂进行加氢,因此2小时后,甾族化合物的组成如下:36.5%(重量)β-谷甾醇、54.4%(重量)β-谷甾烷醇、3.1%(重量)菜油甾醇和4.3%(重量)菜油甾烷醇。将在以前试验中催化剂有相同损失的催化剂在以前试验相同的条件下加氢。加氢以前,通过将催化剂在水中煮沸30分钟来使催化剂溶胀,催化剂与水的重量比为1∶60。溶胀以后,用过滤的方法从水中分离催化剂,进行加氢,同时仍是湿的。加氢2小时后,用这一方法处理的催化剂得到如下的甾族化合物组成:14.3%β-谷甾醇、73.9%β-谷甾烷醇、1.6%菜油甾醇和6%菜油甾烷醇。
上述一般的讨论和实验实施例旨在说明本发明,不应将它们作为对本发明的限制。对于熟悉本专业的技术人员来说,在本发明的实质和范围内,其他变通方案是可能的。