CN104148115A - 一种糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法，其特征在于以硝酸铜与重铬酸氨为原料采用共沉淀法制备沉淀，然后加入到乙醇—水溶液，并添加分散剂或表面活性剂，最后在发泡体上涂覆并高温烧结，添加纤维素、柠檬酸，挤压成固定形状。本发明中的催化剂发泡体延长了催化剂的使用寿命，提高催化剂的活性和选择性。
Description
技术领域
本发明属于催化剂领域，具体涉及一种糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法。
背景技术
我国是农业大国，近些年的农副产品的深加工工业得到了长足的发展，糠醛的生产和深加工就是其中一例。近几年东北三省作为我国主要的农产区，已经发展成为我国主要的糠醛产区，与此同时，糠醛的深加工工业也受到越来越多的重视，采用糠醛制备2-甲基呋喃的企业不断增加
糠醛是以生物质如玉米芯、棉籽壳、甘蔗渣等可再生资源为原料生产的精细化学品, 其化学性质十分活泼, 可通过氧化、氢化、缩合等多种化学反应制得众多的衍生物，2-甲基呋喃就是由糠醛经催化加氢制得的重要产品之一, 可广泛应用于化工、医药、农药和香料等行业。
目前糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂是通过共沉淀的方法制备而成，在成型过程中加入载体，最后压片成型。这种方式制得的催化剂比重大、但是催化剂裸露在外面的有效成分面积小。在使用过程中由于金属的分散性差，很容易造成催化剂表面的积炭，此外由于金属的比重大，床层的压降增大，催化剂很容易粉碎，造成了催化剂使用寿命的缩短。
发明内容
本发明的目的是提供一种糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法。避免了积炭，增加了催化剂的抗压降能力，延长了催化剂的使用寿命，提高催化剂的使用效率。
一种糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法，包括以下步骤：
1）在硝酸铜溶液中滴加浓氨水，并且同时搅拌，调节PH值为10.5~11.4，得到铜氨络合物溶液；
2）在搅拌情况下滴加重铬酸氨溶液，并保持温度于30~70℃，并以强酸调节pH值为6；
3）静置溶液，得到Cu（OH）NH4CrO4沉淀、过滤、洗涤；
4）将Cu（OH）NH4CrO4加入到乙醇—水溶液，剧烈搅拌30min，然后加入分散剂或表面活性剂，继续搅拌，形成悬浊液；
5）将悬浊液涂覆至发泡体上，在室温下干燥，然后在300~500℃范围内煅烧2~5小时。
6）在发泡体上添加纤维素、柠檬酸，挤压成固定形状。
其中，强酸为硝酸或盐酸。
其中，乙醇—水溶液中乙醇的含量为20~75%。
其中，分散剂或表面活性剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、脂肪酸聚乙二醇酯的一种或几种
其中，发泡体选自氧化铝发泡体、陶瓷发泡体、活性炭发泡体、发泡玻璃。
其中，涂膜方式为浸渍、喷涂、喷淋中的一种。
其中，固定形状为片状、三叶草型或柱型。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）载体具有较大额比表面积，能够涂覆大量活性成分。
（2）载体的活性成分分布均匀，避免了催化剂的积炭，延长了催化剂的使用寿命。
（3）催化剂发泡体具有极佳的活性和产物选择性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
发泡体制备：称取硝酸铜18.7g，重铬酸氨25.2g分别溶于约250mL去离子水中，配制成溶于。将氨水缓慢加入硝酸铜溶液中，调节pH为11,并且不断搅拌；缓慢滴加重铬酸氨溶液，并在40℃下不断搅拌；加入硝酸调节pH至6，静置过滤，洗涤；将沉淀加入到500ml乙醇含量为50%的乙醇—水溶液中，强力搅拌，然后加入10g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌30min，得到悬浊液；将100mm*100mm*1mm的陶瓷发泡体浸泡至悬浊液，室温晾干后以400℃的温度烧结2.5小时，在发泡体上添加纤维素、柠檬酸，挤压成三叶草状。
反应性能：在180℃，8MPa条件下，糠醛转化率为100%，2-甲基呋喃的选择性大于90%，催化剂发泡体结构牢固，不易粉碎。
实施例2
发泡体制备：称取硝酸铜40g，重铬酸氨51g分别溶于约1L去离子水中，配制成溶于。将氨水缓慢加入硝酸铜溶液中，调节pH为10.7,并且不断搅拌；缓慢滴加重铬酸氨溶液，并在40℃下不断搅拌；加入硝酸调节pH至6，静置过滤，洗涤；将沉淀加入到5L乙醇含量为40%的乙醇—水溶液中，强力搅拌，然后加入20g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌30min，得到悬浊液；将200mm*200mm*10mm的氧化铝发泡体浸泡至悬浊液，室温晾干后以380℃的温度烧结3小时；在发泡体上添加纤维素、柠檬酸，挤压成片状。
反应性能：在185℃，8MPa条件下，糠醛转化率大于99%，2-甲基呋喃的选择性约为93%，催化剂发泡体结构牢固，不易粉碎。
实施例3
发泡体制备：称取硝酸铜1.9kg，重铬酸氨2.5kg分别溶于约20L去离子水中，配制成溶于。将氨水缓慢加入硝酸铜溶液中，调节pH为11.3,并且不断搅拌；缓慢滴加重铬酸氨溶液，并在60℃下不断搅拌；加入硝酸调节pH至6，静置过滤，洗涤；将沉淀加入到20L乙醇含量为10%的乙醇—水溶液中，强力搅拌，然后加入500g甲基戊醇，搅拌30min，得到悬浊液；在500mm*100mm*10mm的活性炭发泡体上喷涂悬浊液，室温晾干后以300℃的温度烧结2小时，在发泡体上添加纤维素、柠檬酸，挤压成柱状。
反应性能：在185℃，8MPa条件下，糠醛转化率大于99%，2-甲基呋喃的选择性大于90%，催化剂发泡体结构牢固，不易粉碎。
实施例4
发泡体制备：称取硝酸铜18.7kg，重铬酸氨25.2kg分别溶于约30L去离子水中，配制成溶于。将氨水缓慢加入硝酸铜溶液中，调节pH为10.5,并且不断搅拌；缓慢滴加重铬酸氨溶液，并在55℃下不断搅拌；加入硝酸调节pH至6，静置过滤，洗涤；将沉淀加入到70L乙醇含量为75%的乙醇—水溶液中，强力搅拌，然后加入1kg聚丙烯酰胺，搅拌30min，得到悬浊液；将悬浊液喷淋至700mm*700mm*100m的氧化铝发泡体的表面，室温晾干后以450℃的温度烧结5小时，在发泡体上添加纤维素、柠檬酸，挤压成片状。
反应性能：在180℃，8.5MPa条件下，糠醛转化率为100%，2-甲基呋喃的选择性约为92%，催化剂发泡体结构牢固，不易粉碎。
实施例5
发泡体制备：称取硝酸铜37kg，重铬酸氨50kg分别溶于约30L去离子水中，配制成溶于。将氨水缓慢加入硝酸铜溶液中，调节pH为10.8,并且不断搅拌；缓慢滴加重铬酸氨溶液，并在55℃下不断搅拌；加入硝酸调节pH至6，静置过滤，洗涤；将沉淀加入到70L乙醇含量为75%的乙醇—水溶液中，强力搅拌，然后加入1.5kg三乙基己基磷酸，搅拌30min，得到悬浊液；将悬浊液喷淋至700mm*700mm*100m的发泡玻璃的表面，室温晾干后以500℃的温度烧结4小时，在发泡体上添加纤维素、柠檬酸，挤压成三叶草状。
反应性能：在180℃，8.5MPa条件下，糠醛转化率为100%，2-甲基呋喃的选择性约为90%，催化剂发泡体结构牢固，不易粉碎。
实施例6
发泡体制备：称取硝酸铜18.7g，重铬酸氨25.2g分别溶于约250mL去离子水中，配制成溶于。将氨水缓慢加入硝酸铜溶液中，调节pH为11,并且不断搅拌；缓慢滴加重铬酸氨溶液，并在40℃下不断搅拌；加入硝酸调节pH至6，静置过滤，洗涤；将沉淀加入到500ml乙醇含量为50%的乙醇—水溶液中，强力搅拌，然后加入10g十二烷基硫酸钠，搅拌30min，得到悬浊液；将100mm*100mm*1mm的陶瓷发泡体浸泡至悬浊液，室温晾干后以400℃的温度烧结4.5小时，在发泡体上添加纤维素、柠檬酸，挤压成片状。
反应性能：在180℃，8MPa条件下，糠醛转化率为100%，2-甲基呋喃的选择性大于90%，催化剂发泡体结构牢固，不易粉碎。
以上所述仅为本发明的一些实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1. 一种糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
在硝酸铜溶液中滴加浓氨水，并且同时搅拌，调节PH值为10.5~11.4，得到铜氨络合物溶液；
在搅拌情况下滴加重铬酸氨溶液，并保持温度于30~70℃，并以强酸调节pH值为6；
静置溶液，得到Cu（OH）NH4CrO4沉淀、过滤、洗涤；
将Cu（OH）NH4CrO4加入到乙醇—水溶液，剧烈搅拌30min，然后加入分散剂或表面活性剂，继续搅拌，形成悬浊液；
将悬浊液涂覆至发泡体上，在室温下干燥，然后在300~500℃范围内煅烧2~5小时；
在发泡体上添加纤维素、柠檬酸，经过捏合、挤压成固定形状。
2. 根据权利要求1所述的糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法，其特征在于所述的强酸选自硝酸、盐酸。
3. 根据权利要求1所述的糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法，其特征在于所述的乙醇—水溶液中乙醇的含量为0~75%。
4. 根据权利要求1所述的糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法，其特征在于所述的分散剂或表面活性剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种。
5. 根据权利要求1所述的糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法，其特征在于所述的发泡体选自氧化铝发泡体、陶瓷发泡体、活性炭发泡体或发泡玻璃。
6. 根据权利要求1所述的糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法，其特征在于所述的涂膜方式为浸渍、喷涂或喷淋。
7. 根据权利要求1所述的糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂发泡体的制备方法，其特征在于所述的固定形状为片状、三叶草型或柱型中的一种。
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| CN1136979A (zh) * | 1995-05-30 | 1996-12-04 | 中国科学院成都有机化学研究所 | 铜铬催化剂的制备方法 |
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| CN103866151A (zh) * | 2012-12-14 | 2014-06-18 | 上海郎特电力环保科技有限公司 | 发泡不锈钢板以及火电厂脱硝催化剂的制备方法 |
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