DE102011006685A1 - Preparing 2-methyltetrahydrofuran, useful e.g. as a fuel additive, comprises hydrogenating 2-methylfuran in liquid phase with hydrogen-containing gas in presence of palladium and/or platinum on a carrier containing catalyst in recycle mode - Google Patents

Preparing 2-methyltetrahydrofuran, useful e.g. as a fuel additive, comprises hydrogenating 2-methylfuran in liquid phase with hydrogen-containing gas in presence of palladium and/or platinum on a carrier containing catalyst in recycle mode Download PDF

Info

Publication number
DE102011006685A1
DE102011006685A1 DE102011006685A DE102011006685A DE102011006685A1 DE 102011006685 A1 DE102011006685 A1 DE 102011006685A1 DE 102011006685 A DE102011006685 A DE 102011006685A DE 102011006685 A DE102011006685 A DE 102011006685A DE 102011006685 A1 DE102011006685 A1 DE 102011006685A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
methylfuran
hydrogenation
hydrogen
methyltetrahydrofuran
palladium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011006685A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr. Kindler Alois
Dr. Urbanczyk Daniel
Darijo Mijolovic
Dr. Heimann Jens
Michael Jahn
Dr. Dahlhoff Ellen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of DE102011006685A1 publication Critical patent/DE102011006685A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/04Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/06Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to ring carbon atoms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Abstract

Preparing 2-methyltetrahydrofuran, comprises hydrogenating 2-methylfuran in the liquid phase with a hydrogen-containing gas in the presence of a palladium and/or platinum as active metals on a carrier containing catalyst in recycle mode, where the reflux ratio of hydrogenation output to a fresh 2-methylfuran is 3:1-20:1.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2-Methyltetrahydrofuran durch katalytische Hydrierung von 2-Methylfuran in der Flüssigphase in Gegenwart eines Palladium und/oder Platin als Aktivmetalle auf einem Träger aufweisenden Katalysators in Kreislauffahrweise, bei dem das auf die Massen bezogene Rücklaufverhältnis von Hydrieraustrag zu frischem 2-Methylfuran 3:1 bis 20:1 beträgt.The present invention relates to a process for the preparation of 2-methyltetrahydrofuran by catalytic hydrogenation of 2-methylfuran in the liquid phase in the presence of a palladium and / or platinum as active metals on a supported catalyst in circulation mode, in which the mass-related reflux ratio of hydrogenation to fresh 2-methylfuran is 3: 1 to 20: 1.

2-Methyltetrahydrofuran (im folgenden 2-MeTHF) ist ein organisches Lösungsmittel mit hoher Lösekraft. 2-MeTHF wird als Ersatzlösungsmittel für chemische Synthesen für Tetrahydrofuran (im folgenden THF), von welchem es sich vorteilhaft durch seine geringere, mit zunehmender Temperatur abnehmende Wasserlöslichkeit unterscheidet, als Treibstoffzusatz, da es mit gängigen Treibstoffen auf Kohlenwasserstoff-Basis besser mischbar ist als alkoholische Zusätze, und als Comonomer für die Herstellung von Polyethern mit verbesserten Eigenschaften gegenüber den Homopolymeren verwendet.2-Methyltetrahydrofuran (hereinafter 2-MeTHF) is an organic solvent with high dissolving power. 2-MeTHF is used as a substitute solvent for chemical syntheses of tetrahydrofuran (hereinafter THF), from which it differs favorably by its lower decreasing water solubility with increasing temperature, as a fuel additive because it is more miscible with common hydrocarbon-based fuels than alcoholic ones Additives, and used as a comonomer for the preparation of polyethers having improved properties over the homopolymers.

2-MeTHF ist aus nachwachsenden Rohstoffen zugänglich. 2-MeTHF kann aus pflanzlichen Abfällen durch Aufschluss der enthaltenen Hemicellulosen zu Furfural und dessen Umsetzung zu 2-MeTHF erhalten werden und trägt so zu einer nachhaltigen Entwicklung bei.2-MeTHF is available from renewable raw materials. 2-MeTHF can be obtained from plant waste by digesting the hemicelluloses it contains into furfural and converting it into 2-MeTHF, thereby contributing to sustainable development.

Während die Herstellung von Furfural aus pflanzlichen, insbesondere landwirtschaftlichen Abfällen bekannt ist und einen hohen Ausarbeitungsstand erreicht hat, ist die Umsetzung von Furfural zu 2-MeTHF hingegen technisch noch nicht zufriedenstellend gelöst.While the production of furfural from plant, especially agricultural waste is known and has reached a high level of elaboration, the implementation of furfural to 2-MeTHF, however, is technically not yet satisfactorily solved.

Die Elementarreaktionen der hydrierenden Umsetzung von Furfural zu 2-MeTHF sind bekannt und wurden von Zheng et al., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical (2006), 246 (1–2), 18–23 detailliert beschrieben.The elementary reactions of the hydrogenating reaction of furfural to 2-MeTHF are known and have been described by Zheng et al., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical (2006), 246 (1-2), 18-23 described in detail.

Die Autoren beschreiben 2-Methylfuran als Vorstufe bei der Herstellung von 2-MeTHF und beschreiben Haupt- und Nebenreaktionen der Hydrierung, einschließlich der Bildung von Kohlenmonoxid durch Decarbonylierung.The authors describe 2-methylfuran as a precursor in the preparation of 2-MeTHF and describe major and minor hydrogenation reactions, including the formation of carbon monoxide by decarbonylation.

K. Tsuda et al., J. Pharm. Soc. Jpn 66 (1946), 58 zeigen, dass die direkte Umsetzung von Furfural zu 2-Methyl-THF an Raney-Nickel-Katalysatoren bei 260°C nur geringe Mengen des Wertproduktes liefert. Als vorteilhaft empfehlen Tsuda et al. stattdessen einen zweistufiger Gasphasenprozess über 2-Methylfuran als isoliertes Zwischenprodukt und die Verwendung von verschiedenen Katalysatoren für die beiden Stufen. So wird in der ersten Stufe Cu-Chromit nach Adkins und für die Hydrierung von 2-Methylfuran zu 2-Methyltetrahydrofuran Raney-Nickel verwendet. Tsuda, K. et al., J. Pharm. Soc. Jpn 66 (1946), 58 show that the direct conversion of furfural to 2-methyl-THF on Raney nickel catalysts at 260 ° C only small amounts of the desired product. As advantageous recommend Tsuda et al. instead, a two-step gas-phase process via 2-methylfuran as an isolated intermediate and the use of different catalysts for the two stages. Thus, in the first stage, Cu-chromite is used according to Adkins and for the hydrogenation of 2-methylfuran to 2-methyltetrahydrofuran Raney-nickel.

WO 2009/003881 beschreibt die einstufige Umsetzung von Furfural an einer strukturierten Schüttung aus zwei Katalysatoren bevorzugt in der Gasphase zu 2-Methyltetrahydrofuran. WO 2009/003881 describes the single-stage reaction of furfural on a structured bed of two catalysts, preferably in the gas phase to 2-methyltetrahydrofuran.

US 6,479,677 beschreibt ebenfalls ein von Furfural ausgehendes Verfahren mit zwei Katalysatoren in der Gasphase, bei dem 2-Methylfuran an einem Nickelkatalysator zu 2-MeTHF umgesetzt wird. US 6,479,677 offenbart, dass die Umsetzung zu 2-MeTHF In der Flüssigphase zwar theoretisch denkbar ist, jedoch kein erfolgreiches Verfahren publiziert wurde. US 6,479,677 also describes a process starting with furfural with two catalysts in the gas phase, in which 2-methylfuran is reacted on a nickel catalyst to 2-MeTHF. US 6,479,677 discloses that although the conversion to 2-MeTHF in the liquid phase is theoretically conceivable, no successful process has been published.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von 2-Methyltetrahydrofuran aus 2-Methylfuran in der Flüssigphase zur Verfügung zu stellen, mit dessen Hilfe 2-Methyltetrahydrofuran in guter Ausbeute und Selektivität erhalten werden kann.The present invention therefore an object of the invention to provide a process for the preparation of 2-methyltetrahydrofuran from 2-methylfuran in the liquid phase available, with the aid of 2-methyltetrahydrofuran can be obtained in good yield and selectivity.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Hydrierung von 2-Methylfuran in der Flüssigphase im Kreislaufverfahren mit einem wasserstoffenthaltenden Gas in Gegenwart eines Palladium und/oder Platin als Aktivmetalle auf einem Träger aufweisenden Katalysators, dadurch gekennzeichnet, dass das Rücklaufverhältnis (Masseanteile) von Hydrieraustrag zu frischem 2-MeTHF 3:1 bis 20:1 beträgt.Accordingly, the present invention relates to a process for the hydrogenation of 2-methylfuran in the liquid phase in the circulation process with a hydrogen-containing gas in the presence of a palladium and / or platinum as active metals on a supported catalyst, characterized in that the reflux ratio (mass fractions) of hydrogenation to fresh 2-MeTHF is 3: 1 to 20: 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich seine Durchführung in der Flüssigphase in Kreislauffahrweise bei einem bestimmten Rücklaufverhältnis an einem Edelmetallkatalysator aus.The inventive method is characterized by its implementation in the liquid phase in circulation mode at a certain reflux ratio of a noble metal catalyst.

Die erfindungsgemäße einstufige Hydrierung kann in einem oder mehreren, insbesondere zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht Reaktoren durchgeführt werden. Bevorzugt wird die einstufige Hydrierung jedoch in einem Reaktor durchgeführt.The one-stage hydrogenation according to the invention can be carried out in one or more, in particular two, three, four, five, six, seven, eight reactors. However, the single-stage hydrogenation is preferably carried out in a reactor.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann als Festbettreaktion mit fest angeordnetem Katalysator oder als Wirbelbettreaktion mit in auf- und abwirbelnder Bewegung befindlichem Katalysator durchgeführt werden. Bevorzugt ist das Arbeiten im Festbett. Die Hydrierung wird in flüssiger Phase durchgeführt, beispielsweise in Riesel- oder Sumpffahrweise, wobei die Rieselfahrweise bevorzugt ist.The process according to the invention can be carried out as a fixed-bed reaction with a fixed catalyst or as a fluidized-bed reaction with a catalyst in an up-and-down motion. Preference is given to working in a fixed bed. The hydrogenation is carried out in the liquid phase, for example in trickle or sump mode, the trickle-bed method being preferred.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Rieselfahrweise wird ein Teil des Produkts nach Durchgang durch den Reaktor als Produktstrom (Hydrieraustrag) kontinuierlich abgezogen, der andere Teil des Produkts zusammen mit frischem 2-Methylfuran dem Reaktor erneut zugeführt (Hydrierrücklauf). Diese Fahrweise wird als Kreislauffahrweise bezeichnet. Das Verhältnis von Hydrierrücklauf zu frisch zugeführtem 2-Methylfuran (Rücklaufverhältnis, Masseanteile) beträgt 3:1 bis 20:1, bevorzugt 5:1 bis 10:1.In a preferred embodiment of the process according to the invention in trickle mode, part of the product is continuously withdrawn after passage through the reactor as a product stream (hydrogenation), the other part of the product together with fresh 2-methyl furan the reactor fed again (hydrogenation reflux). This driving style is referred to as a circulation mode. The ratio of hydrogenation reflux to freshly fed 2-methylfuran (reflux ratio, mass fractions) is 3: 1 to 20: 1, preferably 5: 1 to 10: 1.

Beim Arbeiten in Rieselfahrweise lässt man das flüssige, zu hydrierende 2-Methylfuran in dem Reaktor, der unter Wasserstoffdruck steht, über das in diesem angeordnete Katalysatorbett rieseln, wobei sich auf dem Katalysator ein dünner Flüssigkeitsfilm ausbildet. Dagegen wird beim Arbeiten in Sumpffahrweise Wasserstoffgas in den mit der flüssigen Reaktionsmischung gefluteten Reaktor eingeleitet, wobei der Wasserstoff das Katalysatorbett in aufsteigenden Gasperlen passiert.When working in trickle mode, the liquid, to be hydrogenated 2-methyl furan in the reactor, which is under hydrogen pressure, trickle over the catalyst bed arranged in this, forming a thin liquid film on the catalyst. In contrast, when working in the upflow mode, hydrogen gas is introduced into the reactor flooded with the liquid reaction mixture, the hydrogen passing through the catalyst bed in ascending gas beads.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Hydrierung in der Flüssigphase durchgeführt.In the context of the process according to the invention, the hydrogenation is carried out in the liquid phase.

Im Allgemeinen wird das Verfahren bei einer Temperatur von ungefähr 150 bis 250°C, vorzugsweise ungefähr 130 bis 200°C durchgeführt. Die dabei verwendeten Drücke liegen in der Regel bei 10 bis 13 MPa absolut, vorzugsweise ungefähr 10 bis 11 MPa abs. Der Druck in dieser Anmeldung ist als Gesamtdruck oder absoluter (abs.) Druck angegeben.In general, the process is carried out at a temperature of about 150 to 250 ° C, preferably about 130 to 200 ° C. The pressures used are generally at 10 to 13 MPa absolute, preferably about 10 to 11 MPa abs. The pressure in this application is given as total pressure or absolute (abs.) Pressure.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden, wobei die kontinuierliche Verfahrensdurchführung bevorzugt ist. Bei der kontinuierlichen Verfahrensführung beträgt die Katalysatorbelastung, das heißt die Menge des 2-Methylfurans pro Liter Katalysator pro Stunde, ungefähr 0,3 bis ungefähr 0,8 kg, weiter bevorzugt ungefähr 0,1 bis ungefähr 1 kg pro Liter Katalysator pro Stunde.The process according to the invention can be carried out either continuously or batchwise, the continuous process being preferred. In the continuous process regime, the catalyst loading, that is, the amount of 2-methylfurane per liter of catalyst per hour, is about 0.3 to about 0.8 kg, more preferably about 0.1 to about 1 kg per liter of catalyst per hour.

Als Hydriergase können beliebige Gase verwendet werden, die freien Wasserstoff enthalten und keine schädlichen Mengen an Katalysatorgiften, wie beispielsweise CO, aufweisen. Beispielsweise können Reformerabgase verwendet werden. Vorzugsweise wird reiner Wasserstoff als Hydriergas verwendet. Es ist jedoch auch möglich zusätzlich inerte Trägergase wie Wasserdampf oder Stickstoff zu verwenden.Hydrogenating gases may be any of the gases that contain free hydrogen and that do not contain harmful amounts of catalyst poisons, such as CO. For example, reformer exhaust gases can be used. Preferably, pure hydrogen is used as the hydrogenation gas. However, it is also possible to additionally use inert carrier gases such as water vapor or nitrogen.

Das Mischungsverhältnis von Wasserstoff und 2-Methylfuran ist nicht kritisch, solange ausreichende Mengen Wasserstoff (4 Äquivalente) für die Umsetzung von 2-Methylfuran zu 2-MeTHF zur Verfügung stehen. Ein Wasserstoffüberschuss ist möglich. Bei der kontinuierlichen Verfahrensführung beträgt das (molare) Wasserstoff/2-Methylfuran-Verhältnis am Reaktoreingang 4:1 bis 500:1, bevorzugt 5:1 bis 250:1, besonders bevorzugt 10:1 bis 100:1.The mixing ratio of hydrogen and 2-methylfuran is not critical as long as sufficient amounts of hydrogen (4 equivalents) are available for the conversion of 2-methylfuran to 2-MeTHF. A hydrogen excess is possible. In the continuous process, the (molar) hydrogen / 2-methyl furan ratio at the reactor inlet is 4: 1 to 500: 1, preferably 5: 1 to 250: 1, particularly preferably 10: 1 to 100: 1.

Die erfindungsgemäße Hydrierung kann in Ab- oder Anwesenheit eines Lösungs- oder Verdünnungsmittels durchgeführt werden, d. h. es ist nicht erforderlich, die Hydrierung in Lösung durchzuführen.The hydrogenation according to the invention can be carried out in the absence or presence of a solvent or diluent, ie. H. it is not necessary to carry out the hydrogenation in solution.

Es kann jedoch ein Lösungs- oder Verdünnungsmittel eingesetzt werden. Als Lösungs- oder Verdünnungsmittel kann jedes geeignete Lösungsmittel- oder Verdünnungsmittel eingesetzt werden. Die Auswahl ist dabei nicht kritisch, solange das eingesetzte Lösungs- oder Verdünnungsmittel in der Lage ist, mit dem zu hydrierenden Furfural eine homogene Lösung zu bilden.However, a solvent or diluent can be used. As a solvent or diluent, any suitable solvent or diluent may be used. The choice is not critical, as long as the solvent or diluent used is able to form a homogeneous solution with the furfural to be hydrogenated.

Beispiele geeigneter Lösungs- oder Verdünnungsmittel schließen die folgenden ein:
Geradkettige oder cyclische Ether, wie beispielsweise THF oder Dioxan, sowie aliphatische Alkohole, in denen der Alkylrest vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome, insbesondere 3 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist.
Examples of suitable solvents or diluents include the following:
Straight-chain or cyclic ethers, such as, for example, THF or dioxane, and also aliphatic alcohols in which the alkyl radical preferably has 1 to 10 carbon atoms, in particular 3 to 6 carbon atoms.

Die Menge des eingesetzten Lösungs- oder Verdünnungsmittels ist nicht in besonderer Weise beschränkt und kann je nach Bedarf frei gewählt werden, wobei jedoch solche Mengen bevorzugt sind, die zu einer 10 bis 70 Gew.-%igen Lösung des zur Hydrierung vorgesehenen 2-Methylfurans führen.The amount of solvent or diluent used is not particularly limited and can be freely selected as needed, but those amounts are preferred which lead to a 10 to 70 wt .-% solution of the intended for hydrogenation 2-Methylfurans ,

Als Dreiphasenreaktoren kommen Festbettreaktoren wie beispielsweise Rohrbündelreaktoren in Betracht.As three-phase reactors are fixed bed reactors such as tube bundle reactors into consideration.

Die Reaktionsausträge der erfindungsgemäßen Hydrierung werden in an sich bekannter Weise, bevorzugt jedoch durch Abkühlung in einem Wärmetauscher auf 0 bis 80°C abgekühlt. 2-Methyltetrahydrofuran (2-MeTHF) wird durch das erfindungsgemäße Verfahren in sehr guter Ausbeute und Reinheit erhalten.The reaction effluents of the hydrogenation according to the invention are cooled in a conventional manner, but preferably by cooling in a heat exchanger to 0 to 80 ° C. 2-Methyltetrahydrofuran (2-MeTHF) is obtained by the process according to the invention in very good yield and purity.

Der erfindungsgemäß verwendete Katalysator weist als Aktivmetall keine weiteren Aktivmetalle außer Palladium und Platin auf.The catalyst used according to the invention has no active metals other than palladium and platinum as the active metal.

Die Auftragung der Aktivmetalle kann durch Tränken des Trägers in wässrigen Metallsalzlösungen, wie z. B. wässrigen Palladiumsalzlösungen, durch Aufsprühen entsprechender Metallsalzlösungen auf den Träger oder durch andere geeignete Verfahren erreicht werden. Als Metallsalze des Platins und Palladiums eignen sich die Nitrate, Nitrosylnitrate, Halogenide, Carbonate, Carboxylate, Acetylacetonate, Chloride, Chlorokomplexe oder Aminkomplexe der entsprechenden Metalle, wobei die Nitrate bevorzugt sind.The application of the active metals can be achieved by impregnating the support in aqueous metal salt solutions, such as. For example, aqueous palladium salt solutions can be achieved by spraying appropriate metal salt solutions on the carrier or by other suitable methods. Suitable metal salts of platinum and palladium are the nitrates, nitrosyl nitrates, halides, carbonates, carboxylates, acetylacetonates, chlorides, chloro complexes or amine complexes of the corresponding metals, the nitrates being preferred.

Die mit der Metallsalzlösung beschichteten bzw. getränkten Träger werden anschließend, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 100°C und 150°C, getrocknet und wahlweise bei Temperaturen zwischen 200°C und 600°C, vorzugsweise zwischen 350°C und 450°C calciniert. Bei getrennter Auftränkung wird der Katalysator nach jedem Tränkschritt getrocknet und wahlweise calciniert, wie oben beschrieben. Die Reihenfolge, in der die Aktivkomponenten aufgetränkt werden, ist dabei frei wählbar.The coated or impregnated with the metal salt solution carriers are then, preferably at temperatures between 100 ° C and 150 ° C, dried and optionally calcined at temperatures between 200 ° C and 600 ° C, preferably between 350 ° C and 450 ° C. In the case of separate impregnation, the catalyst is dried after each impregnation step and optionally calcined as described above. The order in which the active components are soaked is freely selectable.

Anschließend werden die beschichteten und getrockneten sowie wahlweise calcinierten Träger durch Behandlung in einem Gasstrom, der freien Wasserstoff enthält, bei Temperaturen zwischen ungefähr 30°C und ungefähr 600°C, vorzugsweise zwischen ungefähr 150°C und ungefähr 450°C aktiviert. Vorzugsweise besteht der Gasstrom aus 50 bis 100 Vol.-% H2 und 0 bis 50 Vol.-% N2.Subsequently, the coated and dried and optionally calcined supports are activated by treatment in a gas stream containing free hydrogen at temperatures between about 30 ° C and about 600 ° C, preferably between about 150 ° C and about 450 ° C. Preferably, the gas stream consists of 50 to 100 vol .-% H 2 and 0 to 50 vol .-% N 2 .

Die Metallsalzlösung oder -lösungen werden in einer solchen Menge auf den oder die Träger aufgebracht, dass der Gesamtgehalt an Aktivmetall, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, ungefähr 0,1 bis ungefähr 30 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Gew.-%, weiter bevorzugt ungefähr 0,25 bis ungefähr 5 Gew.-%, und insbesondere ungefähr 0,5 bis ungefähr 2,5 Gew.-% beträgt.The metal salt solution or solutions are applied to the support (s) in an amount such that the total active metal content, based in each case on the total weight of the catalyst, is from about 0.1 to about 30% by weight, preferably about 0.1 to about 10 wt%, more preferably about 0.25 to about 5 wt%, and especially about 0.5 to about 2.5 wt%.

Als Trägermetall verwendbar sind beispielsweise Aktivkohle, beispielsweise in Form des Handelsproduktes Supersorbon-Kohle der Firma Donau Carbon GmbH, 60388 Frankfurt am Main, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Siliciumcarbid, Calciumoxid, Titandioxid und/oder Zirkoniumdioxid oder deren Gemische, wobei Zirkoniumdioxid vorzugsweise verwendet wird.Activated carbon, for example in the form of the commercial product supersorbon coal from Donau Carbon GmbH, 60388 Frankfurt, alumina, silica, silicon carbide, calcium oxide, titanium dioxide and / or zirconium dioxide or mixtures thereof, zirconium dioxide being preferably used.

Im Folgenden soll nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.In the following, the method of the invention will now be explained in more detail with reference to some embodiments.

BeispieleExamples

Herstellungsbeispiel KatalysatorPreparation Example Catalyst

Für das Beispiel wurde der bimetallische Palladium/Platin-Katalysator gemäß Beispiel 4 (Seite 6, Zeilen 12 bis 15) von EP B1-701 995 verwendet. Danach wurde der Katalysator in den Reaktor eingebaut.For the example, the bimetallic palladium / platinum catalyst according to Example 4 (page 6, lines 12 to 15) of EP B1-701 995 used. Thereafter, the catalyst was installed in the reactor.

Analytik der HydrierprodukteAnalysis of the hydrogenation products

Die Reaktionsprodukte 2-MeTHF, 2-Pentanon, 3-Pentanon, 1-Pentanol, THF, Furan und 2-Methylfuran wurden gaschromatographisch analysiert. Die Mischungen wurden dazu verdünnt mit Methanol oder Aceton (Verdünnung von 1:10 bis 1:100) oder unverdünnt in den GC-Chromatographen (Firma HP, Trägergas: Helium, Vordruck 10 psi, Split 1:100) auf eine 30 m ZB5-Säule (0,25 mm Durchmesser, 1 μm Filmdicke, Firma HP) gespritzt Einspritzmenge 1 μL, Einspritztemperatur 280°C) und bei Ofentemperaturen von 60°C bis 300°C (1 min bei 60°C halten, dann Aufheizrate 6 Kelvin pro Minute bis 200°C, dann 20 Kelvin pro Minute bis 300°C, dann 25 min Nachheizzeit) mit einem Flammenionisationsdetektor (Temperatur: 300°C) analysiert. Die Reinheit wurde durch Integration der Signale des Chromatogramms bestimmt.The reaction products 2-MeTHF, 2-pentanone, 3-pentanone, 1-pentanol, THF, furan and 2-methylfuran were analyzed by gas chromatography. The mixtures were diluted with methanol or acetone (dilution 1:10 to 1: 100) or undiluted in the GC chromatograph (company HP, carrier gas: helium, admission pressure 10 psi, split 1: 100) to a 30 m ZB5 Column (0.25 mm diameter, 1 μm film thickness, HP company) injection quantity 1 μL, injection temperature 280 ° C) and at oven temperatures of 60 ° C to 300 ° C (1 min at 60 ° C hold, then heating rate 6 Kelvin per Minute to 200 ° C, then 20 Kelvin per minute to 300 ° C, then 25 min reheating time) with a flame ionization detector (temperature: 300 ° C) analyzed. The purity was determined by integration of the signals of the chromatogram.

Beispiel 1example 1

In einer Anlage zur kontinuierlichen Hydrierung bestehend aus einem ölbeheizten 1 l-Doppelmantelrohrreaktor mit Umlaufpumpe sowie einem Abscheider wurde 2-Methylfuran (2-MF) kontinuierlich an einem Festbettkatalysator in Umlauffahrweise (Rieselfahrweise) hydriert.In a continuous hydrogenation plant consisting of an oil-heated 1 l double-jacketed tube reactor with circulation pump and a separator, 2-methylfuran (2-MF) was continuously hydrogenated on a fixed-bed catalyst in the circulation procedure (trickle-flow method).

Der Rohrreaktor wurde mit 1600 g eines Katalysators (0,4 Gew.-% Pd, 0,4 Gew.-% Pt auf ZrO2, 3 × 3 × 7 mm Ringe) gefüllt.The tubular reactor was charged with 1600 g of a catalyst (0.4 wt% Pd, 0.4 wt% Pt on ZrO 2 , 3 x 3 x 7 mm rings).

Der Katalysator wurde nach dem Fachmann bekannter Methode drucklos mit Stickstoff-Wasserstoffgemischen bei 200°C aktiviert, so dass der Gehalt an Wasserstoff im Mischgas langsam von 0 bis auf 100% gesteigert wurde. Anschließend wurde die Anlage mit Wasserstoff auf 100 bar aufgepresst, Frischgas Wasserstoff auf 660 NL/h eingestellt und der Reaktor auf 150°C temperiert und dann 2-MF in einer Rate von 600 g/h zugeführt, der interne Reaktorumlauf betrug 4,8 kg/h, wobei die Katalysatorschüttung von oben nach unten berieselt wurde. Während der Hydrierung wurde das Frischgas auf 650 NL/h eingestellt, 80 NL/h Abgas wurden der Verbrennung zugeführt, unter Zuhilfenahme von Kreisgas kann die Frisch-Wasserstoffmenge weiter reduziert werden. Unter diesen Bedingungen wurde während mehr als 700 h 2-MF zu 2-MeTHF umgesetzt.The catalyst was activated by a method known to those skilled in the art pressure-less with nitrogen-hydrogen mixtures at 200 ° C, so that the content of hydrogen in the mixed gas was slowly increased from 0 to 100%. Subsequently, the system was pressed with hydrogen to 100 bar, fresh gas hydrogen adjusted to 660 NL / h and the reactor was heated to 150 ° C and then fed 2-MF at a rate of 600 g / h, the internal reactor circulation was 4.8 kg / h, wherein the catalyst bed was sprinkled from top to bottom. During the hydrogenation, the fresh gas was set to 650 NL / h, 80 NL / h of exhaust gas were fed to the combustion, with the aid of cycle gas, the fresh hydrogen amount can be further reduced. Under these conditions, 2-MF was converted to 2-MeTHF for more than 700 h.

Der Umsatz an 2-Methylfuran betrug > 99,5%, die Selektivität in Richtung 2-MeTHF betrug > 93%. Der einphasige Austrag enthielt gemäß GC-Analyse folgende Komponenten: 2-MeTHF: 97%; 2-MF: 0,09%; 2-Pentanol: 1,2%; 1-Pentanol: 0,4%; 1,4-Pentandiol: 0,2%; Rest zu 100% sind nicht identifizierte Nebenprodukte. Die Nebenprodukte konnten mittels Destillation nach dem Stand der Technik entfernt werden, so dass das gewünschte Produkt 2-MeTHF in einer Reinheit von > 99% erhalten wurde.The conversion of 2-methylfuran was> 99.5%, the selectivity towards 2-MeTHF was> 93%. The single-phase effluent contained the following components by GC analysis: 2-MeTHF: 97%; 2-MF: 0.09%; 2-pentanol: 1.2%; 1-pentanol: 0.4%; 1,4-pentanediol: 0.2%; 100% rest are unidentified by-products. The by-products could be removed by prior art distillation to give the desired product 2-MeTHF in> 99% purity.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2009/003881 [0008] WO 2009/003881 [0008]
  • US 6,479,677 [0009, 0009] US 6,479,677 [0009, 0009]
  • EP 701995 B1 [0035] EP 701995 B1 [0035]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Zheng et al., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical (2006), 246 (1–2), 18–23 [0005] Zheng et al., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical (2006), 246 (1-2), 18-23 [0005]
  • K. Tsuda et al., J. Pharm. Soc. Jpn 66 (1946), 58 [0007] Tsuda, K. et al., J. Pharm. Soc. Jpn 66 (1946), 58 [0007]

Claims (8)

Verfahren zur Herstellung von 2-Methyltetrahydrofuran durch Hydrierung von 2-Methylfuran in der Flüssigphase mit einem wasserstoffenthaltenden Gas in Gegenwart eines Palladium und/oder Platin als Aktivmetalle auf einem Träger aufweisenden Katalysators in Kreislauffahrweise, dadurch gekennzeichnet, dass das Rücklaufverhältnis von Hydrieraustrag zu frischem 2-Methylfuran 3:1 bis 20:1 beträgt.A process for the preparation of 2-methyltetrahydrofuran by hydrogenation of 2-methylfuran in the liquid phase with a hydrogen-containing gas in the presence of a catalyst containing palladium and / or platinum as active metals on a supported catalyst in circulation mode, characterized in that the reflux ratio of hydrogenation to fresh 2 Methylfuran is 3: 1 to 20: 1. Verfahren zur Herstellung von 2-Methyltetrahydrofuran durch einstufige Hydrierung von 2-Methylfuran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rücklaufverhältnis von Hydrieraustrag zu 2-Methyltetrahydrofuran 5:1 bis 10:1 beträgt.A process for the preparation of 2-methyltetrahydrofuran by single-stage hydrogenation of 2-methylfuran according to claim 1, characterized in that the reflux ratio of hydrogenation to 2-methyltetrahydrofuran 5: 1 to 10: 1. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator ausschließlich Palladium und/oder Platin als Aktivmetalle aufweist.A method according to claim 2, characterized in that the catalyst comprises only palladium and / or platinum as active metals. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator 0,1 bis 30 Gew.-% Palladium und/oder Platin auf einem Träger aufweist.A method according to claim 3, characterized in that the catalyst comprises 0.1 to 30 wt .-% palladium and / or platinum on a support. Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator Aktivkohle, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Siliciumcarbid, Calciumoxid, Titandioxid und/oder Zirkoniumdioxid oder deren Gemische als Trägermaterial aufweist.Process according to claims 3 or 4, characterized in that the catalyst comprises activated carbon, alumina, silica, silicon carbide, calcium oxide, titanium dioxide and / or zirconium dioxide or mixtures thereof as support material. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Molverhältnis von Wasserstoff zu 2-Methylfuran von 10:1 bis 100:1 beträgt.Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the molar ratio of hydrogen to 2-methylfuran is from 10: 1 to 100: 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrierung als Festbettreaktion in Rieselfahrweise durchgeführt wird.Method according to one of claims 2 to 6, characterized in that the hydrogenation is carried out as a fixed bed reaction in trickle mode. Verfahren nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrierung bei 130 bis 200°C und 10 MPa bis 13 MPa durchgeführt wird.A method according to claim 2 to 5, characterized in that the hydrogenation is carried out at 130 to 200 ° C and 10 MPa to 13 MPa.
DE102011006685A 2010-04-06 2011-04-04 Preparing 2-methyltetrahydrofuran, useful e.g. as a fuel additive, comprises hydrogenating 2-methylfuran in liquid phase with hydrogen-containing gas in presence of palladium and/or platinum on a carrier containing catalyst in recycle mode Withdrawn DE102011006685A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10159109 2010-04-06
EP101591097 2010-04-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011006685A1 true DE102011006685A1 (en) 2011-10-06

Family

ID=44650267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011006685A Withdrawn DE102011006685A1 (en) 2010-04-06 2011-04-04 Preparing 2-methyltetrahydrofuran, useful e.g. as a fuel additive, comprises hydrogenating 2-methylfuran in liquid phase with hydrogen-containing gas in presence of palladium and/or platinum on a carrier containing catalyst in recycle mode

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011006685A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0701995B1 (en) 1994-08-16 1998-12-23 Basf Aktiengesellschaft Process for the preparation of aromatic amines from aliphatic amines and the preparation of the latter by amino-hydrogenation
US6479677B1 (en) 2000-10-26 2002-11-12 Pure Energy Corporation Processes for the preparation of 2-methylfuran and 2-methyltetrahydrofuran
WO2009003881A1 (en) 2007-07-02 2009-01-08 Basf Se Process for one-stage preparation of 2-methyltetrahydrofuran from furfural over two catalysts in a structured bed

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0701995B1 (en) 1994-08-16 1998-12-23 Basf Aktiengesellschaft Process for the preparation of aromatic amines from aliphatic amines and the preparation of the latter by amino-hydrogenation
US6479677B1 (en) 2000-10-26 2002-11-12 Pure Energy Corporation Processes for the preparation of 2-methylfuran and 2-methyltetrahydrofuran
WO2009003881A1 (en) 2007-07-02 2009-01-08 Basf Se Process for one-stage preparation of 2-methyltetrahydrofuran from furfural over two catalysts in a structured bed

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K. Tsuda et al., J. Pharm. Soc. Jpn 66 (1946), 58
Zheng et al., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical (2006), 246 (1-2), 18-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2051972B1 (en) Process for one-stage preparation of 2-methyltetrahydrofuran from furfural over two catalysts in a structured bed
EP2089370A1 (en) Method for the one-step synthesis of 2-methyltetrahydrofuran from furfural and a catalyst
EP0815097B1 (en) Method of producing 1,4-butanediol and tetrahydrofuran from furan
DE2519817A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF BUTANDIOL- (1.4)
DE112009000127T5 (en) Catalyst for the synthesis of alkyl carbamates, process for its preparation and its use
EP1270543A1 (en) Process for the preparation of primary amines from secondary amines
EP3750866A1 (en) Method for manufacturing alcohol made of hydrocarbons
EP0796839B1 (en) Process for the preparation of a mixture of amino-methyl-cyclohexanes and diamino-methyl-cyclohexanes
EP2595743A1 (en) Isomerisation catalyst
EP0691338B1 (en) Process for the preparation of trioxane
WO1995004023A1 (en) Process for producing 1,4 butane diol
DE2154074C3 (en) Process for the production of methanol by reacting carbon monoxide and hydrogen over a catalyst and catalyst composition for carrying out the process
EP0767769B1 (en) Method of producing 1,4-butanediol
EP0005738B1 (en) Method for the preparation of hexahydrophthalic acid anhydride
DE102011006685A1 (en) Preparing 2-methyltetrahydrofuran, useful e.g. as a fuel additive, comprises hydrogenating 2-methylfuran in liquid phase with hydrogen-containing gas in presence of palladium and/or platinum on a carrier containing catalyst in recycle mode
DE2743610C3 (en) Process for the preparation of chlorine-substituted aromatic amines
EP0922689A1 (en) Process for the hydrogenation of alkynols using a macropous catalyst
DE19718116A1 (en) Continuous preparation of d,l-menthol by hydrogenation
DE1468779C3 (en)
DE3208700A1 (en) Process for the preparation of methane by hydrogenolysis of hydrocarbon fractions
DE2643400A1 (en) Alcohol prepn. by hydrogenating water-soluble epoxide - in aq. soln. e.g. prepn. of 1,2,4-butane-tri:ol from 1,4-butane-di:ol
EP1768760B1 (en) Method for separating maleic anhydride from mixtures containing the same by means of stripping
DE60002523T2 (en) Racemization of optically active alkoxyamines
EP0168782A2 (en) Process for increasing the activity of a supported silver catalyst
EP0007041B1 (en) Process for the preparation of anthrone

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20131101