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1、10申请公布号CN101961652A43申请公布日20110202CN101961652ACN101961652A21申请号201010508537022申请日20101014B01J23/86200601C07D307/3620060171申请人来安县迅能催化剂有限公司地址239200安徽省滁州市来安县施官镇西武工业区72发明人房德仁孙德标张慧敏施鸿伟张华74专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊54发明名称一种糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂及其制备方法57摘要本发明是一种糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂及其制备方法,由氧化铜、氧化铬、氧化铝、氧化硅组成,催化。
2、剂的各组分重量百分比为CUO4560、CR2O33040、AL2O3110、SIO215,催化剂采用共沉淀法制备。本发明的催化剂具有起活温度低,催化剂使用寿命长,2甲基呋喃选择性高的特点。可用于糠醛气相加氢制2甲基呋喃工业生产。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页CN101961653A1/1页21一种糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂,其特征在于其原料组成各组分重量百分比为CUO4560CR2O33040AL2O3110SIO215。2根据权利要求1所述的一种糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂,其特征在于所述氧化铜的起始原料选自硝酸盐、硫酸盐、氯。
3、化物、醋酸盐等可溶性铜盐中的一种;所述氧化铬的起始原料选自硝酸盐、硫酸盐、氯化物、醋酸盐以及铬酐等可溶性铬盐中的一种;所述氧化铝的起始原料选自硝酸盐、硫酸盐、氯化物、醋酸盐以及铝溶胶等可溶性铝盐中的一种;所述氧化硅的起始原料选自硅溶胶、水玻璃中的一种。3如权利要求1所述的糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂的制备方法,其特征在于将氧化铝和氧化硅以溶胶的形式加入,起到骨架支撑作用,增大催化剂的比表面积和孔道结构,而氧化铜和氧化铬通过共沉淀的方式加入,形成细小的颗粒,提高活性组分的分散度,进而提高单位体积催化剂的活性比表面积,最终达到降低反应温度、提高产物选择性的目的,具体步骤如下1硝酸铜硝酸铬或硝酸。
4、铜铬酸溶液的配置按照催化剂中各组分的重量比,称取硝酸铜和硝酸铬,混溶于去离子水中,配制成总摩尔浓度为0812M的硝酸铜铬酸溶液;2铝溶胶硅溶胶的混合溶液的配置按照催化剂各组分的重量比,称取铝溶胶、硅溶胶,将称量好的两种胶体混合后加入到去离子水中,配制成总摩尔浓度为0308M铝溶胶硅溶胶的混合溶液;3将铝溶胶硅溶胶的混合溶液放入反应釜内,在5080的条件下,再用碱溶液和硝酸铜硝酸铬混合溶液并流加入到反应釜内反应,不断搅拌,控制反应的PH值为68,加料完毕后,继续在此温度下搅拌052小时,反应有沉淀物生成;4将步骤3的沉淀物经洗涤过滤后,在100120干燥1020小时,并在300400下焙烧24小。
5、时,然后加入12的石墨压片成型即得催化剂。4根据权利要求3所述的糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂的制备方法,其特征在于所述的碱溶液选自碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸氢钾溶液、碳酸铵溶液、碳酸氢铵溶液中的一种或其两种以上的混合物。权利要求书CN101961652ACN101961653A1/3页3一种糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂及其制备方法背景技术00022甲基呋喃是一种重要的化工原料,可制备戊二烯,戊二醇、乙酰丙醇、甲基四氢呋喃等。在制药行业可以用于生产VB1,抗痢疾药磷酸氯喹和磷酸伯胺喹等药物。0003。
6、目前工业上制取2甲基呋喃都是采用糠醛气相催化加氢法生产。我国是糠醛生产大国,糠醛的年产量在20万吨以上,在糠醛深加工产品中,2甲基呋喃是价值很高的一种产品。0004苏联专利SU941366报道了以CUOCR2O3/石墨或AL2O3为催化剂,进行糠醛气相加氢制2甲基呋喃。在温度200300,反应压力000503MPA,液空速02505HR1条件下,2甲基呋喃收率可达到90,副产物较多,增加了后处理分离的难度和原料消耗。0005中国专利ZL951117599公开的催化剂,以AL2O3、CUO、CR2O3为主要成分,添加碱金属和碱土金属以及其它元素而成。催化剂组成为CUO515,CR2O3055,A。
7、L2O38090,00012的至少一种碱金属和碱土金属的氧化物,0012的至少一种P、BI、CE、MO、ZN、CR、B、CO的氧化物。在230240,常压,空速02504HR1条件下,糠醛转化率为99100,2甲基呋喃收率92594。该催化剂的产品收率较高,但液体空速较低,催化剂组成复杂。0006中国专利ZL001208721公开了一种由CUO、CR2O3和NIO为主要成分的催化剂,催化剂组成为CUO5053,CR2O34649,NIO0211。反应温度230250,反应压力小于006MPA,糠醛液体空速为0405HR1,糠醛转化率100,2甲基呋喃选择性9597。该催化剂的主要缺点是反应温度。
8、较高,催化剂容易结焦失活。0007中国专利CN101143324A公开了一种由糠醛气相加氢生产2甲基呋喃的催化剂及其制备方法。该催化剂是由氧化硅为载体,氧化铜为主要活性组分,碱金属或碱土金属为助剂,采用浸渍法制备而成。催化剂重量百分比含量为CUO1822,SIO27377,金属氧化物助剂37。在230,常压,糠醛液体空速04HR1的条件下,2甲基呋喃选择性9294。该催化剂存在使用温度高和2甲基呋喃选择性低的缺点。发明内容0008本发明的目的在于提供一种糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂及其制备方法,该催化剂克服了现有技术的缺点,具有起活温度低,催化剂使用寿命长,2甲基呋喃选择性高的特点。000。
9、9考虑到现有催化剂的使用温度较高,容易造成催化剂的结焦失活影响催化剂的使用寿命,以及容易引起反应产物的深度加氢降低产物选择性。本发明从催化剂的原料配方以及制备方法两方面着手,开发出了一种反应温度低,2甲基呋喃选择性好的新型糠醛加氢催化剂。说明书CN101961652ACN101961653A2/3页40010本发明的主要技术方案是一种糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂,其特征在于其原料组成各组分重量百分比为0011CUO45600012CR2O330400013AL2O31100014SIO215。0015所述的一种糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂,其特征在于所述氧化铜的起始原料选自硝酸盐、硫酸。
10、盐、氯化物、醋酸盐等可溶性铜盐中的一种;所述氧化铬的起始原料选自硝酸盐、硫酸盐、氯化物、醋酸盐以及铬酐等可溶性铬盐中的一种;所述氧化铝的起始原料选自硝酸盐、硫酸盐、氯化物、醋酸盐以及铝溶胶等可溶性铝盐中的一种;所述氧化硅的起始原料选自硅溶胶、水玻璃中的一种。0016所述的糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂的制备方法,其特征在于将氧化铝和氧化硅以溶胶的形式加入,起到骨架支撑作用,增大催化剂的比表面积和孔道结构,而氧化铜和氧化铬通过共沉淀的方式加入,形成细小的颗粒,提高活性组分的分散度,进而提高单位体积催化剂的活性比表面积,最终达到降低反应温度、提高产物选择性的目的,具体步骤如下00171硝酸铜硝酸。
11、铬或硝酸铜铬酸溶液的配置按照催化剂中各组分的重量比,称取硝酸铜和硝酸铬,混溶于去离子水中,配制成总摩尔浓度为0812M的硝酸铜铬酸溶液;00182铝溶胶硅溶胶的混合溶液的配置按照催化剂各组分的重量比,称取铝溶胶、硅溶胶,将称量好的两种胶体混合后加入到去离子水中,配制成总摩尔浓度为0308M铝溶胶硅溶胶的混合溶液;00193将铝溶胶硅溶胶的混合溶液放入反应釜内,在5080的条件下,再用碱溶液和硝酸铜硝酸铬混合溶液并流加入到反应釜内反应,不断搅拌,控制反应的PH值为68,加料完毕后,继续在此温度下搅拌052小时,反应有沉淀物生成;00204将步骤3的沉淀物经洗涤过滤后,在100120干燥1020小。
12、时,并在300400下焙烧24小时,然后加入12的石墨压片成型即得催化剂。0021所述的糠醛气相加氢制2甲基呋喃的催化剂的制备方法,其特征在于所述的碱溶液选自碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸氢钾溶液、碳酸铵溶液、碳酸氢铵溶液中的一种或其两种以上的混合物。0022本发明的催化剂使用温度为170200,糠醛液体空速0406HR1,反应压力为000105MPA。0023本发明的优点0024本发明的催化剂具有较高的活性和选择性,糠醛转化率100,2甲基呋喃选择性95,具有起活温度低,催化剂使用寿命长,2甲基呋喃选择性高的特点。0025本发明的实施例如下0026实施例10027称取硝酸铜CUN。
13、O323H2O241G,硝酸铬CRNO339H2O316G,混溶于200ML去离子水中;称取含20AL2O3的铝溶胶71G,含SIO225的硅溶胶19G混合并加入300ML说明书CN101961652ACN101961653A3/3页5去离子水稀释。首先将铝溶胶硅溶胶混合液放入反应釜中,在不断搅拌下,将铜铬混合液与1M的NA2CO3溶液并流加入,控制反应PH值在7左右,同时将反应液的温度升至60,加料完毕继续保温搅拌1小时,过滤洗涤,110干燥15小时,然后在马弗炉中于350焙烧2小时,加入15石墨压片成型,即为样品A。0028实施例20029称取硝酸铜CUNO323H2O260G,铬酐CRO。
14、372G,混溶于200ML去离子水中;称取含20AL2O3的铝溶胶43G,含SIO240的硅溶胶17G混合并加入300ML去离子水稀释。首先将铝溶胶硅溶胶混合液放入反应釜中,在不断搅拌下,将铜铬混合液与1M的NA2CO3溶液并流加入,控制反应PH值在75左右,同时将反应液的温度升至70,加料完毕继续保温搅拌1小时,过滤洗涤,110干燥15小时,然后在马弗炉中于350焙烧2小时,加入15石墨压片成型,即为样品B。0030实施例30031称取硝酸铜CUNO323H2O250G,硝酸铬CRNO339H2O289G,混溶于200ML去离子水中;称取硝酸铝ALNO339H2O78G,含25SIO2的水玻。
15、璃18G混合并加入300ML去离子水稀释。首先将硝酸铝水玻璃混合液放入反应釜中,在不断搅拌下,将铜铬混合液与1M的NA2CO3溶液并流加入,控制反应PH值在7左右,同时将反应液的温度升至65,加料完毕继续保温搅拌15小时,过滤洗涤,120干燥10小时,然后在马弗炉中于300焙烧35小时,加入15石墨压片成型,即为样品C。0032将制备的催化剂用于糠醛气相加氢制2甲基呋喃反应中,在反应条件为反应温度180,常压,液体空速05HR1条件下,实施例1催化剂在运行1000小时以后糠醛转化率为100,2甲基呋喃选择行为966;实施例2催化剂在运行1000小时以后糠醛转化率为100,2甲基呋喃选择行为973;实施例3催化剂在运行1000小时以后糠醛转化率为100,2甲基呋喃选择行为955。说明书CN101961652A。