专利名称：一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生产2-甲基呋喃的催化剂，特别是一种糠醛气相 加氢制2-甲基呋喃的催化剂及其制备方法。
(二)
背景技术：
2-甲基呋喃是一种有机原料，以它为基础可以合成一系列有机产 品，如戊二烯、戊二醇、乙酰丙醇及酮类；它也是良好的溶剂，常用 于溶液配合过程；它还是医药中间体，用于制取维生素Bl、磷酸氯 喹、磷酸伯氨喹等。
目前工业上主要采用糠醛气相催化加氢的方法生产2-甲基呋喃。 我国是糠醛生产大国，每年生产约15万吨糠醛，大多数成为廉价的 出口原料，所需的2-甲基呋喃则通过进口获得。造成这种现象的主要 原因是国内使用的催化剂对2-甲基呋喃的选择性较低。
苏联专利SU941366报道了以Cu0—0203/石墨或"203为催化 剂，进行糠醛气相加氢制2-甲基呋喃。在温度200-30(TC，反应压力 0.005-0.3MPa,液空0.25-0.5hr'1条件下，虽然这种条件下2-甲基呋喃 收率可达到为90%，但是产生的副产物较多，增加了后处理分离的 难度。
中国专利ZL95111759.9 ，"糠醛气相加氢合成2-甲基呋喃催化剂" 公开的催化剂，以八1203、 CuO、 0203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CuO 5-15%, Cr203 0.5-5 % ， A1203 80-90% ， 0.001-2%的至少一种碱金属和碱土金属的氧化物， 0.01-2%的至少一种P、 Bi、 Ce、 Mo、 Zn、 Cr、 B、 Co的氧化物。在 230-24(TC常压，空速0.25-0.4hr"条件下，糠醛转化率为99-100%， 2-甲基呋喃收率92.5-94%。该催化剂用于糠醛气相加氢制2-甲基呋 喃反应虽然达到了产品收率高，副产物少的目的，但液体空速较低， 催化剂组成复杂。
中国专利00120872.1,"用于糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化 剂及其用途"公开的催化剂，由CuO、 Cr203和NiO为主要成分。催
3化剂组成为CuO 50-53%, Cr203 46-49%， NiO 0.2-1.1°/。。反应温度 230-250°C，反应压力小于0.06MPa，糠醛液体空速为0.4-0.5hr"，糠 醛转化率100%， 2—甲基呋喃选择性,95-97%。该催化剂可以得到很 高的产品收率，但催化剂中含有Cr，对环境污染严重。
(三)
发明内容
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，该催化剂采用新的制备方法，并且组成简单，对环 境污染小，达到了人们期望的目的。
本发明的技术方案 一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂，
其特征在于催化剂由活性组分CuO、金属氧化物助剂ZnO、载体A1203 混合组成，其中活性组分CuO的重量百分比为18-22%，金属氧化 物助剂ZnO的重量百分比为3-7% ，载体A1203的重量百分比为73-77 %。
一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法，其特征在 于催化剂采用的是碳酸盐共沉淀加微波法，具体步骤如下
(1) 配置溶液按催化剂各组分的重量比，将活性组分Cu0，
金属氧化物助剂Zn0，载体A1203对应的硝酸盐配制成浓度为0.1-2M 的溶液；
(2) 生成沉淀将配制的溶液加人到Na2C03溶液中，生成沉淀；
(3) 洗涤沉淀物生成的沆淀物经蒸馏水洗涤；
(4) 干燥沉淀物沉淀物在100-110'C干燥4-6小时；
(5) 焙烧沉淀物沉淀物在400-50(TC焙烧4-5小时，即制得 催化剂氧化态前驱体；
(6) 微波处理将催化剂氧化态te驱体置于微波炉中，经微波 处理3-10 min后得到催化剂。
本发明的优越性在于1、该催化剂具有很高的活性和选择性， 糠醛转化率可达到100%， 2-甲基呋喃选择性也可达到90%以上；2、 该催化剂中不含对人体有害的Cr，对环境的污染小。
(四)
具体实施例方式
实施例l:一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法， 其特征在于催化剂采用的是共沉淀加微波法，具体步骤如下
4催化剂组成CuO占总重量的18%，之nO占总重量的5%， A1203 占总重量的77%。该催化剂制备过程将54.36克硝酸铜，18.27克 硝酸锌，565克硝酸铝配制成1M溶液，将混合溶剂加入到270克1M 碳酸钠中，沉淀物使用蒸馏水过滤。然后将沉淀物在100'C的干燥室 内干燥5小时。在干燥期间内，每隔半小时搅拌一下沉淀物，使其均 匀干燥，然后在马弗炉中40(TC焙烧4'小时后将其在微波炉中微波处 理3min制得催化剂。
实施例2:—种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法， 其特征在于催化剂采用的是共沉淀加微波法，具体步骤如下 催化剂组成CuO占总重量的20X， ZnO占总重量的5Q/^， A1203 占总重量的75% 。该催化剂制备过程,将60.4克硝酸铜，18.27克硝 酸锌，550.32克硝酸铝配制成'fM溶液，将混合溶剂加入到266.80 克1M碳酸钠中，沉淀使用蒸馏水过滤。然后将沉淀物在ll(TC的干 燥室内干燥5小时。在干燥期间内，每隔半小时搅拌一下沉淀物，使 其均匀干燥，然后在马弗炉中45(TC焙烧4小时后将其在微波炉中微 波处理5min制得催化剂。
实施例3: —种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法， 其特征在于催化剂采用的是共沉淀加微波法，具体步骤如下 催化剂组成CuO占总重量的22X， ZnO占总重量的3X， A1203 占总重量的75%。该催化剂制备过程将66.44克硝酸铜，10.96克 硝酸锌，550.32克硝酸铝配制成1M溶液，将混合溶剂加入到303. 16 克1M碳酸钠中，沉淀使用蒸馏水过滤。然后将沉淀物在110。C的干 燥室内干燥10小时。在干燥期间内，每隔半小时搅拌一下沉淀物， 使其均匀干燥，然后在马弗炉中500'C焙烧8小时后将其在微波炉中 微波处理10min制得催化剂。
糠醛加氢制2-甲基呋喃的反应流程将颗粒大小为20-40目的 催化剂装填在不锈钢式反应器内，'钢瓶氢气经稳压阀稳压后，通过转 子流量计进入汽化器，与从计量泵输送来的糠醛在汽化器中混合并气 化，然后进入保温管和反应器，产物经冷凝器冷凝成液体，尾气放空， 产物组成用气相色谱进行分析。
将制备的催化剂用于糠醛加氢制、2-甲基呋喃反应中，在反应条件为反应温度为230 °C，常压，液体空速0.4hr"条件下，实施例 1催化剂糠醛转化率为100 %， 2-甲基呋喃选择性为91. 5 %;实施例 2催化剂糠醛转化率为100 %， 2-甲^呋喃选择性为94 %;实施例3 催化剂糠醛转化率为100%, 2-甲基呋喃选择性为92. 3 %。
权利要求
1、一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂，其特征在于催化剂由活性组分CuO、金属氧化物助剂ZnO、载体Al2O3混合组成，其中活性组分CuO的重量百分比为18-22％，金属氧化物助剂的重量百分比为3-7％，载体Al2O3的重量百分比为73-77％。
2、 一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法，其 特征在于催化剂采用的是共沉淀加微波法，具体步骤如下(1) 配置溶液按催化剂各组分的重量比，将活性组分Cu0， 金属氧化物助剂Zn0，载体A1203对应的硝酸盐配制成浓度为0. 1-2M 的溶液；(2) 生成沉淀将配制的溶液加入到Na2C03溶液中，生成沉淀；(3) 洗涤沉淀物生成的沉淀物经蒸馏水洗涤；(4) 干燥沉淀物沉淀物在100-11(TC干燥4-6小时；(5) 焙烧沉淀物沉淀物在400-50(TC焙烧4-5小时，即制得 催化剂氧化态前驱体；(6) 微波处理将催化剂氧化态前驱体置于微波炉中，经微波 处理3-10 min后得到催化剂。
全文摘要
一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂，其特征在于催化剂由活性组分CuO、金属氧化物助剂ZnO、载体Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>混合组成，其中活性组分CuO的重量百分比为18-22％，金属氧化物助剂ZnO的重量百分比为3-7％，载体Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>的重量百分比为73-77％。它的制备方法采用的是共沉淀加微波法，方法包括(1)配置溶液、(2)生成沉淀、(3)洗涤沉淀物、(4)干燥沉淀物、(5)焙烧沉淀物、(6)微波处理。本发明的优越性在于该催化剂具有很高的活性和选择性，糠醛转化率可达到100％，2-甲基呋喃选择性也可达到90％以上；该催化剂中不含对人体有害的Cr，对环境的污染小。
文档编号C07D307/36GK101422731SQ20071015002
公开日2009年5月6日 申请日期2007年11月1日 优先权日2007年11月1日
发明者东 张 申请人:国家纳米技术与工程研究院