本发明涉及一种脂肪醇的制备方法，即涉及一种负载金属催化剂催化脂肪酸甲酯加氢制备脂肪醇的新方法。
背景技术：
天然高级脂肪醇，是洗涤剂、表面活性剂、增塑剂等精细化工品的基础原料，在工业生产中发挥着巨大作用。脂肪醇可由油脂钠还原法、脂肪酸加氢法、脂肪酸甲酯加氢法等方法合成。钠还原法可得到不饱和脂肪醇，但是存在还原剂金属钠价格昂贵、能耗高、收率低等缺点，且过程中会产生剧毒物质氰化钠。脂肪酸加氢法需要高温、高压等苛刻的反应条件，且产物醇产率低、烃含量较高。与之相比，脂肪酸酯加氢所需反应条件温和、所得产品品质高，尤其是得益于生物柴油产业的发展，使得脂肪酸甲酯加氢更具工业化前景。但是，由于羧酸酯催化加氢反应易发生水解等副反应，所以高效催化剂研制和选择显得尤为关键。由此，本发明采用醇为分散剂制备了具有良好稳定性的金属纳米粒子催化体系，并用于催化脂肪酸甲酯加氢制备脂肪醇。
技术实现要素：
本发明涉及一种制备脂肪醇的方法，即一种在金属纳米粒子催化体系下催化脂肪酸甲酯加氢制备脂肪醇的方法，其特征在于采用甲醇、乙醇或丙醇中的一种醇为分散剂，以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物P123或F127中的一种为金属纳米粒子稳定剂稳定Pd、Ru、Rh、Pt、Cr或Ni中的一种金属纳米粒子为催化剂，在脂肪酸甲酯40.0g、金属纳米粒子与稳定剂和分散剂醇的质量比为1:5～200:50～2000的金属纳米粒子催化体系10～100g、氢气压力4～10MPa、反应温度200～260℃、反应时间4～12h的条件下，催化脂肪酸甲酯加氢制备脂肪醇，并对金属纳米粒子催化体系进行分离回收与循环利用，其中聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物P123和F127的重均分子量分别为5800、13000。
本发明所述的反应条件以脂肪酸甲酯40.0g，含Pd金属纳米粒子与P123和甲醇的质量比为1:10～100:100～1000的金属纳米粒子催化体系40～80g，反应温度220～240℃，反应时间7～10h，氢气压力6～8MPa的反应条件为佳。
本发明通过以下技术方案解决这一技术问题：
以甲醇相下P123稳定Pd金属纳米粒子催化体系催化脂肪酸甲酯制备脂肪醇为例说明具体的技术方案。
1.准确称取P1234.0g与PdCl20.0677g，加入40.0g甲醇搅拌20min，甲醇作为还原剂可直接还原PdCl2制备成甲醇相下的金属纳米粒子催化体系。
2.将脂肪酸甲酯40.0g和含Pd金属纳米粒子、P123和甲醇的质量比为1:5～200:50～2000的金属纳米粒子催化体系10～100g加入反应釜中，然后用1～2MPa的氢气置换5次，充氢气压力至4～10MPa，于200～260℃反应4～12h后，冷却至室温，降压开斧，反应混合物分为两项，将上层产物取出，减压蒸馏除去其中夹带的轻组分，即得产物脂肪醇，并测其羟值和碘值。下层催化相不经任何处理重新加入反应物，即可直接循环使用。
3.本发明的方法所使用的纳米金属粒子催化体系可重复使用，重复使用6次，所得产物脂肪醇的羟值和碘值没有明显变化。
本发明与传统加氢反应相比，其特点是：
1.催化剂具有良好的催化活性，所得产物羟值高、碘值低。
2.分散剂醇能很好的避免脂肪酸甲酯在水相加氢体系下的水解。
3.反应后含金属纳米粒子的水相催化体系可实现自行分离，且不经任何处理即可用于下次反应，且催化性能未见降低，循环使用性能好，属环境友好工艺路线。
具体实施方法
下面结合实施例对本发明的方法做进一步说明，并不是对本发明的限定。
实施例1：将脂肪酸甲酯40.0g，含Pd金属纳米粒子、P123和甲醇的质量比为1:10:200的金属纳米粒子催化体系80.0g加入到反应釜中，用2MPa的氢气置换5次后，然后充入6MPa的氢气，240℃保温反应10h，反应结束后，取出反应釜，冷却至室温，降压开釜，将上层产物取出，减压蒸馏除去夹带的醇，即得产物脂肪醇，对产物进行羟值、酸值和碘值的测定，产物脂肪醇的羟值为199.8mgKOH/g，酸值2.8mgKOH/g，碘值12.6g/100g。
对比实施例1：将质量比为1:1的CuO-CrO2催化剂1.0g、脂肪酸甲酯40.0g加入反应釜中，用2MPa的氢气置换5次后，然后充入6Mpa的氢气，240℃保温反应10h，反应结束后，取出反应釜，冷却至室温，降压开釜，将上层产物取出，减压蒸馏除去有机溶剂，即得产物脂肪醇，进行羟值和碘值的测定，产物脂肪醇羟值173.8mgKOH/g，酸值8.5mgKOH/g，碘值15.5g/100g。
对比实施例2：将2.0g Pd/C、脂肪酸甲酯40.0g加入反应釜中，用2MPa的氢气置换5次后，然后充入6Mpa的氢气，240℃保温反应10h，反应结束后，取出反应釜，冷却至室温，降压开釜，向釜内加入溶剂甲苯搅拌溶解，离心分离催化剂后，将上层产物相取出，减压蒸馏除去溶剂甲苯，即得产物脂肪醇，进行羟值、酸值和碘值的测定，产物脂肪醇羟值124.5mgKOH/g，酸值10.8mgKOH/g，碘值50.1g/100g。
实施例2：将脂肪酸甲酯40.0g，含Pd金属纳米粒子、F127和甲醇的质量比为1:10:200的金属纳米粒子催化体系80.0g加入到反应釜中，用2MPa的氢气置换5次后，然后充入6MPa的氢气，240℃保温反应10h，反应结束后，取出反应釜，冷却至室温，降压开釜，将上层产物取出，减压蒸馏除去夹带的醇，即得产物脂肪醇，对产物进行羟值、酸值和碘值的测定，产物脂肪醇的羟值为182.5mgKOH/g，酸值2.7mgKOH/g，碘值12.5g/100g。
实施例3：将脂肪酸甲酯40.0g，含Rh金属纳米粒子、P123和丙醇的质量比为1:200:500的金属纳米粒子催化体系10.0g加入到反应釜中，用2MPa的氢气置换5次后，然后充入4MPa的氢气，200℃保温反应12h，反应结束后，取出反应釜，冷却至室温，降压开釜，将上层产物取出，减压蒸馏除去夹带的醇，即得产物脂肪醇，对产物进行羟值、酸值和碘值的测定，产物脂肪醇的羟值为185.6mgKOH/g，酸值5.2mgKOH/g，碘值11.8g/100g。
实施例4：将脂肪酸甲酯40.0g，含Pt金属纳米粒子、F127和甲醇的质量比为1:200:2000的金属纳米粒子催化体系100.0g加入到反应釜中，用2MPa的氢气置换5次后，然后充入8MPa的氢气，240℃保温反应10h，反应结束后，取出反应釜，冷却至室温，降压开釜，将上层产物 取出，减压蒸馏除去夹带的醇，即得产物脂肪醇，对产物进行羟值、酸值和碘值的测定，产物脂肪醇的羟值为175.5mgKOH/g，酸值4.8mgKOH/g，碘值11.7g/100g。
实施例5：将脂肪酸甲酯40.0g，含Ru金属纳米粒子、P123和甲醇的质量比为1:100:1000的金属纳米粒子催化体系30.0g加入到反应釜中，用2MPa的氢气置换5次后，然后充入6MPa的氢气，240℃保温反应8h，反应结束后，取出反应釜，冷却至室温，降压开釜，将上层产物取出，减压蒸馏除去夹带的醇，即得产物脂肪醇，对产物进行羟值、酸值和碘值的测定，产物脂肪醇的羟值为173.7mgKOH/g，酸值3.8mgKOH/g，碘值12.6g/100g。
实施例6：将脂肪酸甲酯40.0g，含Cr金属纳米粒子、F127和甲醇的质量比为1:100:500的金属纳米粒子催化体系60.0g加入到反应釜中，用2MPa的氢气置换5次后，然后充入7MPa的氢气，200℃保温反应9h，反应结束后，取出反应釜，冷却至室温，降压开釜，将上层产物取出，减压蒸馏除去夹带的醇，即得产物脂肪醇，对产物进行羟值、酸值和碘值的测定，产物脂肪醇的羟值为181.8mgKOH/g，酸值3.7mgKOH/g，碘值13.5g/100g。
实施例7：将脂肪酸甲酯40.0g，含Ni金属纳米粒子、P123和甲醇的质量比为1:180:800的金属纳米粒子催化体系50.0g加入到反应釜中，用2MPa的氢气置换5次后，然后充入7MPa的氢气，230℃保温反应8h，反应结束后，取出反应釜，冷却至室温，降压开釜，将上层产物取出，减压蒸馏除去夹带的醇，即得产物脂肪醇，对产物进行羟值、酸值和碘值的测定，产物脂肪醇的羟值为175.7mgKOH/g，酸值3.2mgKOH/g，碘值13.2g/100g。
实施例8：将脂肪酸甲酯40.0g，含Ru金属纳米粒子、F127和甲醇的质量比为1:5:50的金属纳米粒子催化体系100.0g加入到反应釜中，用2MPa的氢气置换5次后，然后充入10MPa的氢气，260℃保温反应4h，反应结束后，取出反应釜，冷却至室温，降压开釜，将上层产物取出，减压蒸馏除去有机溶剂，即得产物脂肪醇，对产物进行羟值、酸值和碘值的测定，产物脂肪醇的羟值为182.5mgKOH/g，酸值2.7mgKOH/g，碘值12.5g/100g。
实施例9：将实施例1中的金属纳米粒子催化体系在相同的条件下进行催化剂重复使用性考察。实验结果表明：含Pd金属纳米粒子催化体系重复使用6次，所得产物脂肪醇羟值189.9mgKOH/g，酸值6.2mgKOH/g，碘值11.2g/100g。
实施例10：将实施例2中的金属纳米粒子催化体系在相同的条件下进行催化剂重复使用性考察。实验结果表明：含Pd金属纳米粒子催化体系重复使用6次，所得产物脂肪醇羟值193.0mgKOH/g，酸值7.1mgKOH/g，碘值8.2g/100g。