RU2027714C1 - Способ получения фурана - Google Patents

Способ получения фурана Download PDF

Info

Publication number
RU2027714C1
RU2027714C1 SU5040182A RU2027714C1 RU 2027714 C1 RU2027714 C1 RU 2027714C1 SU 5040182 A SU5040182 A SU 5040182A RU 2027714 C1 RU2027714 C1 RU 2027714C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
furfural
hydrogen
vapor
mixture
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Наталья Георгиевна Желтоног
Галина Евгеньевна Крамерова
Николай Николаевич Мачалаба
Виктор Евгеньевич Олейников
Original Assignee
Наталья Георгиевна Желтоног
Галина Евгеньевна Крамерова
Николай Николаевич Мачалаба
Виктор Евгеньевич Олейников
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 Наталья Георгиевна Желтоног, Галина Евгеньевна Крамерова, Николай Николаевич Мачалаба, Виктор Евгеньевич Олейников filed Critical Наталья Георгиевна Желтоног
Priority to SU5040182 priority Critical patent/RU2027714C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2027714C1 publication Critical patent/RU2027714C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Furan Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Использование: в области каталитической органической химии для производства фурана декарбомилированием фурфурола. Сущность изобретения: продукт - фуран. Реагент 1: фурфурол. Реагент 2: водород. Условия процесса: пропускают парогазовую смесь фурфуролда и водорода при 200-340°С, через слой палладиевого катализатора с соотношением объемов пор с эффективными радиусами 3-10 и 10-900 им 1:(1-3), соответственно, на углеродном носителе, промотированном смесью оксида и нитрата щелочного металла, при атомном соотношении палладий: щелочной металл 1:(0,5-3) и пропускание парогазовой смеси фурфурола и водорода через слой катализатора проводят до снижения конверсии фурфурола до 79-95%, после чего осуществляют продувку катализатора водородом с объемной скоростью 50-150 ч-1 при 300-450°С в течение 5-24 ч., с последующим чередованием стадии пропускания парогазовой смеси фурфурола и водорода и продувки катализатора водородом. Способ позволяет увеличить работу катализатора до 1300-1600 ч и сократить число перегрузок катализатора.

Description

Изобретение относится к области каталитической органической химии, в частности к способам парофазного получения фурана декарбонилированием фурфурола.
Известен способ парофазного получения фурана декарбонилированием фурфурола при 200-350оС и давлении 1-2 атм в присутствии водорода и палладиевого катализатора на носителе (сульфат бария, оксид алюминия, карбонат кальция, силикагель, активированный уголь), обработанного карбонатами или гидроксидами щелочных или щелочноземельных металлов. Стабильность катализаторов, используемых в данном процессе, низка. Так, например, при использовании палладиевого катализатора на оксиде алюминия 100%-ная конверсия фурфурола сохранялась в течение 28 ч, далее катализатор быстро дезактивировался. Закоксованный катализатор подвергался окислительной регенерации [1].
При сравнении активности и стабильности в процессе декарбонилирования фурфурола палладиевых катализаторов на угле и на оксиде установлено, что использование катализатора на угольном носителе позволяет получать фуран с большим выходом, однако, стабильность катализаторов была низкой - их дезактивация наблюдалась уже в течение первых 8 ч работы [2].
Установлено также, что срок службы палладиевых катализаторов на угле и на оксиде алюминия в процессе парофазного получения фурана декарбонилированием фурфурола не превышает 160-200 ч [3].
Срок службы катализаторов в процессе декарбонилирования фурфурола в значительной степени определяется качеством исходного сырья. Так, при использовании фурфурола, полученного методом бескислотного гидролиза, продолжительность работы палладиевого катализатора на активированном угле, промотированного солями цезия, составляла ≈1000 ч, в случае же применения фурфурола, приготовленного методом кислотного гидролиза, - 250-300 ч [4].
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения фурана декарбонилированием фурфурола, который осуществляют путем пропускания парогазовой смеси фурфурола и водорода через слой катализатора, содержащего 1,7-2% палладия на активированном угле, промотированного карбонатами щелочных металлов, при температуре 200-340оС. По мере снижения конверсии фурфурола температуру в слое катализатора повышают с 200 до 340оС. Срок службы катализатора, промотированного 2% карбоната натрия составил 320 ч, 2% карбоната калия - 480 ч, 2% карбоната цезия - 1000 ч. На катализаторе, промотированном карбонатом цезия при конверсии фурфурола 95% и выходе фурана 92% в пересчете на 1 г палладия получено 36 кг фурана [5].
Данный способ получения фурана характеризуется недостаточной эффективностью процесса декарбонилирования фурфурола, обусловленной частыми перегрузками быстро дезактивирующегося катализатора.
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи повышения эффективности процесса парофазного декарбонилирования фурфурола за счет увеличения срока службы катализатора и сокращения числа перегрузок катализатора.
Для решения этой задачи в процессе парофазного декарбонилирования фурфурола используют катализатор, представляющий собой нанесенный на углеродный носитель палладий, промотированный смесью оксида и нитрата щелочного металла при атомном соотношении палладий:щелочной металл 1:0,5-3 и характеризующийся соотношением объемов пор с эффективными радиусами 3-10 и 10-900 нм, равным 1:1-3 соответственно. Кроме того, пропускание парогазовой смеси фурфурола и водорода через слой катализатора проводят до снижения конверсии фурфурола до 70-95%, после чего осуществляют продувку слоя катализатора водородом с объемной скоростью 50-150 ч-1 при 300-450оС в течение 5-24 ч, причем стадии пропускания парогазовой смеси фурфурола и водорода через слой катализатора и продувки катализатора водородом последовательно чередуют.
Использование катализатора с указанными составом и пористой структурой позволяет значительно повысить активность катализатора за счет более эффективного использования нанесенного палладия, снизить скорость закоксовывания катализатора в процессе декарбонилирования фурфурола и дает возможность восстанавливать активность закоксованного катализатора путем продувки его водородом.
Экспериментальные исследования показали, что активность катализаторов, используемых в известных способах получения фурана, в частности, палладиевого катализатора на активированном угле, промотированного карбонатом цезия (по прототипу), не может быть восстановлена путем их продувки водородом, как это осуществляется в предлагаемом способе.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
П р и м е р 1. В реактор из нержавеющей стали, снабженный электрообогревом и карманом для термопары, загружают 50 см3 (31,5 г) катализатора, содержащего 1,85 мас.% Pd, 0,5 мас.% Cs2O и 1,1 мас.% CsNO3 на углеродном носителе. Атомное соотношение палладий: щелочной металл 1:0,5. Соотношение объемов пор с эффективными радиусами 3-10 и 10-900 нм 1:1 соответственно.
Реактор продувают азотом, затем подают водород со скоростью 10 дм3/ч, температуру в слое катализатора поднимают до 240оС и начинают подачу фурфурола, полученного методом кислотного гидролиза, со скоростью 25 см3/ч.
Непрореагировавший фурфурол собирают в ловушку с водяным холодильником, а фуран конденсируется в ловушке, охлаждаемой смесью ацетон-сухой лед. Продукты реакции анализируют химическим и газохроматографическим методами.
Декарбонилирование фурфурола осуществляют пропусканием парогазовой смеси фурфурола и водорода до снижения конверсии фурфурола до 95% в течение 128 ч. После чего подачу фурфурола прекращают. Температуру в слое катализатора повышают до 300оС и катализатор продувают водородом со скоростью 50 ч-1 в течение 5 ч.
Затем температуру в слое катализатора снижают до 250оС и вновь начинают пропускание парогазовой смеси фурфурола и водорода. Процесс декарбонилирования фурфурола ведут до снижения конверсии фурфурола до 95% в течение 168 ч. Далее осуществляют продувку катализатора водородом при 300оС в течение 7 ч.
Аналогичным образом последовательно чередуют операции пропускания парогазовой смеси фурфурола и водорода (декарбонилирование) и продувки катализатора водородом с постепенным подъемом температуры декарбонилирования до 340оС и температуры продувки до 450оС.
Декарбонилирование проводят при 270оС в течение 192 ч до снижения конверсии фурфурола до 87%. Продувка водородом при 350оС в течение 6 ч.
Декарбонилирование ведут при 280оС в течение 264 ч до снижения конверсии до 89%. Продувка при 350оС - 8 ч.
Декарбонилирование при 290оС в течение 232 ч. Продувка при 370оС - 8 ч.
Декарбонилирование при 290-320оС в течение 437 ч до снижения конверсии до 81,7%. Продувка водородом при 400оС - 8 ч.
Декарбонилирование при 320оС в течение 179 ч до снижения конверсии до 70%. Продувка водородом при 450оС - 24 ч.
Декарбонилирование фурфурола при 340оС в течение 13 ч до снижения конверсии до 70%. При достижении температуры декарбонилирования 340оС продувка водородом не позволяет полностью восстановить активность катализатора и катализатор выгружают из реактора после его охлаждения.
Таким образом, продолжительность работы катализатора в процессе декарбонилирования фурфурола составляет 1613 ч. За это время подано 40,32 дм3 фурфурола (46,78 кг), получено 43,2 кг фурана. При средней конверсии фурфурола 95,7% и селективности по фурану 96,2% в пересчете на 1 г палладия получено 74,42 кг фурана.
Остальные примеры конкретного выполнения проводили аналогично примеру 1. Переменные параметры стадий декарбонилирования фурфурола и продувки катализатора водородом, а также показатели качества катализаторов и их активности сведены в таблицу, включая пример 1.
Как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемый способ получения фурана по эффективности значительно превосходит известные способы (аналоги и прототип), так как позволяет увеличить продолжительность работы катализатора при использовании фурфурола, полученного методом кислотного гидролиза, с 250-300 ч [4] до 1300-1600 ч, а в случае фурфурола, полученного методом бескислотного гидролиза, до 2500 ч вместо 1000 ч по прототипу [5] и за счет этого в ≈ 5 раз сократить число перегрузок катализатора, снизить расходные нормы по катализатору, уменьшить себестоимость фурана и продуктов, получаемых на его основе (тетрагидрофуран, полифурит и др.).
Предполагается использование заявляемого способа на промышленных установках по производству фурана, действующих на Кропоткинском химическом заводе и Ферганском химическом заводе фурановых соединений.

Claims (1)

  1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУРАНА путем пропускания парогазовой смеси фурфурола и водорода через слой палладиевого катализатора на углеродном носителе, промотированного соединениями щелочных металлов, при 200 - 340oС, отличающийся тем, что используют катализатор с соотношением объемов пор с эффективными радиусами 3 - 10 нм и 10 - 900 нм 1 : 1 - 3 соответственно, промотированный смесью оксида и нитрата щелочного металла при атомном соотношении палладий : щелочной металл 1: 0,5 - 3, и пропускание парогазовой смеси фурфурола и водорода через слой катализатора проводят до снижения конверсии фурфурола до 70 - 95% , после чего осуществляют продувку катализатора водородом с объемной скоростью 50 - 150 ч- 1 при 300 - 450oС в течение 5 - 24 ч, причем стадии пропускания парогазовой смеси фурфурола и водорода через слой катализатора и продувки катализатора водородом последовательно чередуют.
SU5040182 1992-04-28 1992-04-28 Способ получения фурана RU2027714C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5040182 RU2027714C1 (ru) 1992-04-28 1992-04-28 Способ получения фурана

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5040182 RU2027714C1 (ru) 1992-04-28 1992-04-28 Способ получения фурана

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2027714C1 true RU2027714C1 (ru) 1995-01-27

Family

ID=21603229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5040182 RU2027714C1 (ru) 1992-04-28 1992-04-28 Способ получения фурана

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2027714C1 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010080290A1 (en) 2008-12-18 2010-07-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Vapor phase decarbonylation process
US8653287B2 (en) 2009-08-31 2014-02-18 E I Du Pont De Nemours And Company Decarbonylation process
US8710251B2 (en) 2009-08-31 2014-04-29 E I Du Pont De Nemours And Company Vapor phase decarbonylation process
US8754245B2 (en) 2009-08-31 2014-06-17 E I Du Pont De Nemours And Company Vapor-phase decarbonylation process
RU2689115C2 (ru) * 2014-03-31 2019-05-24 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения фурана и его производных
RU2721422C2 (ru) * 2014-03-31 2020-05-19 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения фурана из фурфурола
RU2819896C2 (ru) * 2019-05-22 2024-05-28 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения фурфурола

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент США N 322314, кл. 549-505, опубл.1965. *
2. Singh H. et al., J. Cuem. Techn. Biotechnol., 1980, 30, с.293-296. *
3. Шиманская М.В. и др. Контактные реакции фурановых соединений, 1985, Рига: Зинатне, с.59. *
4. Соколова В.Н. и др. Проблема использования, пентозансодержащего сырья, 1981, Рига, с.61-64. *
5. Авторское свидетельство СССР N 261391, кл. 5 C 07D307/36, 1970. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010080290A1 (en) 2008-12-18 2010-07-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Vapor phase decarbonylation process
US8653287B2 (en) 2009-08-31 2014-02-18 E I Du Pont De Nemours And Company Decarbonylation process
US8710251B2 (en) 2009-08-31 2014-04-29 E I Du Pont De Nemours And Company Vapor phase decarbonylation process
US8754245B2 (en) 2009-08-31 2014-06-17 E I Du Pont De Nemours And Company Vapor-phase decarbonylation process
RU2689115C2 (ru) * 2014-03-31 2019-05-24 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения фурана и его производных
RU2721422C2 (ru) * 2014-03-31 2020-05-19 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения фурана из фурфурола
RU2819896C2 (ru) * 2019-05-22 2024-05-28 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения фурфурола

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4780552A (en) Preparation of furan by decarbonylation of furfural
KR100835131B1 (ko) 올레핀계 옥사이드의 연속 제조방법
US6291725B1 (en) Catalysts and process for hydrogenolysis of sugar alcohols to polyols
KR101107426B1 (ko) 산화에틸렌 제조방법
US5089454A (en) Catalytic composition for hydrogenation of chlorofluoroalkenes
US6617465B2 (en) Process for the epoxidation of olefins
RU2027714C1 (ru) Способ получения фурана
KR101107418B1 (ko) 산화에틸렌 제조방법
EP2591854A1 (en) Novel glycerol dehydration catalyst and production method therefor
JPH0337531B2 (ru)
EP0204046B1 (en) Process and catalyst for the conversion of cyclohexanol to cyclohexanone
GB2125400A (en) Catalytic process for the production of methanol
US5053377A (en) Catalytic compositions, process for obtaining them and process for hydrogenation of 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane by means of these compositions
RU2612305C1 (ru) Способ окислительной конверсии этана в этилен
US5254785A (en) Production of olefins
GB2087383A (en) Preparation of 1,1,1,3,3,-hexafluoropropane-2-ol
US5243103A (en) Process for obtaining catalytic compositions and process for hydrogenation of chlorofluoroalkenes by means of these compositions
JP4400120B2 (ja) クメンの製造方法
KR101153655B1 (ko) 프로필렌옥시드의 제조 방법
JP2637812B2 (ja) フェノールの製造方法
EP3178805B1 (en) Method and apparatus for continuous manufacturing of acrylic acid through propane partial oxidation
US10035783B2 (en) Process for the production of 1,4-butanediol and tetrahydrofuran from furan
US5310945A (en) Process for preparing para-dioxanones
NO152045B (no) Fremgangsmaate ved fremstilling av metylforminat og metanol ved omsetning av karbonmonoksyd og hydrogen
KR100710559B1 (ko) 고효율의 1-시클로헥실-1-에탄올의 제조방법