RU2689417C1 - Способ приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола - Google Patents

Способ приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола Download PDF

Info

Publication number
RU2689417C1
RU2689417C1 RU2018141573A RU2018141573A RU2689417C1 RU 2689417 C1 RU2689417 C1 RU 2689417C1 RU 2018141573 A RU2018141573 A RU 2018141573A RU 2018141573 A RU2018141573 A RU 2018141573A RU 2689417 C1 RU2689417 C1 RU 2689417C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
furfural
selective hydrogenation
copper
furfuryl alcohol
Prior art date
Application number
RU2018141573A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Викторович Федоров
Светлана Александровна Селищева
Андрей Анатольевич Смирнов
Вадим Анатольевич Яковлев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ)
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ)
Priority to RU2018141573A priority Critical patent/RU2689417C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2689417C1 publication Critical patent/RU2689417C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04Alumina
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72Copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74Iron group metals
    • B01J23/745Iron
    • 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
    • C07D307/34Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/38Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
    • C07D307/40Radicals substituted by oxygen atoms
    • C07D307/42Singly bound oxygen atoms
    • C07D307/44Furfuryl alcohol

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта, который заключается в том, что смешивают кристаллогидраты нитратов меди, железа и алюминия, далее полученную смесь кристаллогидратов нитратов меди, железа и алюминия сплавляют при температурах 100-180°С до полного удаления воды, после чего осуществляют указанную прокалку при температурах 300-550°С. Технический результат заключается в получении фурфурилового спирта с выходом свыше 90% при селективном гидрировании фурфурола с конверсией более 95% при температурах менее 140°С и давлении менее 9 МПа процесса. 1 табл., 13 пр.

Description

Изобретение относится к области разработки способа приготовления катализаторов селективного гидрирования фурфурола.
Фурфурол является одним из производных фурана и в последнее время рассматривается в качестве альтернативного био-сырья для производства различных веществ, от антацидов и удобрений до пластмасс и красок. При мировом производстве 300 тыс. тонн/г фурфурол является исходным сырьем для получения многих химических веществ. Одним из наиболее востребованных продуктов переработки фурфурола методом селективного гидрирования является фурфуриловый спирт (ФС), который имеет самое широкое применение в производстве литейных смол, пластмасс, растворителей, а также в качестве строительного блока химического синтеза тетрагидрофурфурилового спирта (ТГФС), фармацевтических препаратов и ароматизаторов. Поскольку российский рынок не обеспечен катализаторами, позволяющими получать из фурфурола фурфуриловый спирт с высоким выходом, чрезвычайно актуальной задачей является разработка новых способов получения катализаторов, обладающих высокими показателями активности и селективности образования фурфурилового спирта и высокой стабильностью в условиях процесса.
На сегодняшний день для приготовления промышленных катализаторов селективного гидрирования используются метод осаждения медь-содержащих солей и хроматов. Так еще в 1929 году был предложен способ получения первого медного катализатора селективного гидрирования фурфурола [US 1739919, C07D 307/12, 17.12.1929]. Предложенный катализатор был получен путем восстановления при 140-200°С оксида меди, полученного обычным методом оса ждения и прокаливания. Также в патенте использовались вспомогательные вещества, такие как асбест, пемза, кизельгун или каолин для придания катализатору необходимой формы, обеспечивающей хорошую циркуляцию газа. Вместе с тем использование хромита меди было запатентовано в 1937 году компанией Дюпон [US 2077422, C07D 307/12, 20.04.1937]. Катализатор получали путем смешения растворов хромата аммония и нитрата меди. Полученный осадок промывали, фильтровали, после чего подвергали сушке и прокалке при 400°С. Катализатор представляет собой композицию, в которой каталитически активным компонентом является гидрирующий металл и/или его оксид, тесно связанный с оксидом хрома в степени окисления +3. Однако данный катализатор позволяют достичь лишь 60-65%-ного выхода фурфурилового спирта в присутствии воды, при температуре 80-140°С и давлении водорода 9,5-13,8 МПа.
Кроме того, известен способ промотирования медно-хромового катализатора СаО [US 4302397, B01J 23/86, C07D 307/44, 24.11.1981]. Катализатор при производстве фурфурилового спирта позволяет получать выход фурфурилового спирта до 98% при давлении водорода 2,4 МПа и температуре 180°С. Способ синтеза включает в себя получение медно-хромового предшественника путем растворения в воде соответствующих количеств сульфата меди и дихромата натрия. Затем к этому раствору добавляли гидроксид аммония. Образующийся осадок отфильтровывали и сушили при 95-100°С. Высушенный осадок измельчали и прокаливали при 270-280°С. Удельная поверхность катализатора составляла 55 м /г. Для использования в реакции к катализатору добавлялось определенное количество СаО.
Однако стоит отметить, что признанным недостатком таких способов приготовления является токсичность используемых при синтезе соединений хрома и относительно низкая стабильность получаемого катализатора в результате образования коксовых отложений, сильной адсорбции продуктов реакции на поверхности катализатора, изменения степени окисления активных центров и спекания частиц металла.
Более современные способы синтеза катализатора исключают использование экологически опасных соединений хрома и включают в себя использование компонентов на основе Си и других металлов (Pd, Pt, Со, Fe, Ni, Zn и др.).
В работе [M.J. Taylor, L.J. Durndell, М.А. Isaacs, С.М.А. Parlett, K. Wilson, A.F. Lee, G. Kyriakou, Highly selective hydrogenation of furfural over supported Pt nanoparticles under mild conditions, Appl. Catal. В., 180 (2016) 580-585] описан способ приготовления катализатора, представляющего собой наночастицы платины, нанесенные на различные носители с использованием предшественника H2PtCl6⋅H2O Для этого к аликвоте этиленгликоля при 120°С и перемешивании добавляли 0,1 М водный раствор гидроксида натрия для способствования зародышеобразованию. К горячему гликолю медленно добавляли раствор H2PtCl6⋅H2O и поливинилпирролидон в смеси с этиленгликолем. Реакционную смесь перемешивали и затем охлаждали до комнатной температуры. Наночастицы выделяли добавлением ацетона с последующим центрифугированием при 3500 об/мин. Этот процесс повторяли три раза, после чего наночастицы диспергировали в этаноле перед нанесением на оксидные носители: SiO2; γ-Al2O3, CeO2, MgO и ZnO. Полученные суспензии медленно высушивали в вакууме и затем переносили в трубчатую печь и прокаливали при 300°С в течение 4 ч для удаления стабилизатора поливинилпирролидона и иммобилизации наночастиц Pt. Затем полученные материалы восстанавливали при 200°С. Изготовленные образцы катализатора обладали удельной поверхностью 181, 34, 12, 5, и 7 м2/г для Pt/SiO2, Pt/γ-Al2O3, Pt/MgO, Pt/CeO2 и Pt/ZnO, соответственно. В результате исследования полученных катализаторов в гидрировании фурфурола отмечена сильная зависимость селективности процесса от размера частиц Pt и носителя катализатора. Проведение процесса в метаноле в присутствии наночастиц Pt (4 нм), нанесенных на MgO, CeO2 и γ-Al2O3, обеспечивает конверсию фурфурола до 80% и селективность образования фурфурилового спирта до 99%. При этом в случае использования неполярных растворителей катализаторы обеспечивали низкую конверсию фурфурола, а при использовании этанола наблюдалось образование побочных продуктов - ацеталей.
Известен способ приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола [CN 106083775, B01J 27/224, C07D 307/44, 09.11.2016], заключающийся в проведении ультразвуковой пропитки носителя SiC водным раствором платинохлористоводородной кислоты в качестве предшественника активного компонента, сушке полученного материала и восстановлении при 300-500°С в атмосфере водорода в течение 2-6 часов. Полученный катализатор содержит 1-5 мас. % Pt, нанесенной на карбид кремния и представляет собой высокодисперсные частицы платины с размером 1,3-4,2 нм и дисперсностью 27-87%, равномерно распределенные по поверхности нанопористого SiC, имеет большую удельную поверхность 260-340 м2/г и объем пор 0,4-0,6 см3/г. Проведение процесса гидрирования фурфурола с использованием данного катализатора в автоклаве при относительно мягких условиях (комнатная температура 25°С, давление водорода 0,5-2 МПа, массовое отношение катализатор:фурфурол 1:800, вода в качестве растворителя), позволяет достичь конверсию фурфурола 78-99,2% с селективностью по фурфуриловому спирту 95,5-98,0%.
Известны способы получения катализаторов селективного гидрирования фурфурола без использования хрома или благородных металлов [WO 2015198351, B01J 37/03, 12.05.2016; J. Wu, G. Gao, J. Li, P. Sun, X. Long, F. Li, Efficient and versatile CuNi alloy nanocatalysts for the highly selective hydrogenation of furfural, Appl. Catal. В., 203 (2017) 227-236; A. Halilu, Т.Н. Ali, A.Y. Atta, P. Sudarsanam, S.K. Bhargava, S.B. Abd Hamid, Highly Selective Hydrogenation of Biomass-Derived Furfural into Furfuryl Alcohol Using a Novel Magnetic Nanoparticles Catalyst, Energy Fuels, 30 (2016) 2216-2226; H. Li, H. Luo, L. Zhuang, W. Dai, M. Qiao, Liquid phase hydrogenation of furfural to furfuryl alcohol over the Fe-promoted Ni-B amorphous alloy catalysts, J. Mol. Catal. A: Chem. 203 (2003) 267-275].
В работе [WO 2015198351, B01J 37/03, 12.05.2016] представлен способ получения катализатора селективного гидрирования фурфурола в фурфуриловый спирт на основе Ni, содержащего анионную глину в качестве носителя. Метод приготовления катализатора включает совместное осаждение из раствора нитратов Mg, Al и Ni при рН в диапазоне 9,8-10,2 с последующей термической обработкой при 140-150°С, отделением полученного осадка, его сушкой и прокаливанием (400-500°С). При этом катализатор имеет состав Mg3-xAl1Nix, где х принимает значение в диапазоне от 0,5 до 2,9; массовое содержание Ni в катализаторе лежит в диапазоне 10-70%, удельная поверхность - 120-200 м2/г, средний диаметр пор в диапазоне от 14 до 20 нм. Проведение процесса при 180°С позволяет достичь относительно высоких показателей конверсии фурфурола и селективности фурфурилового спирта - 89 и 92%, соответственно. Однако селективность образования целевого продукта все еще недостаточно высока, в результате чего возникает необходимость в отделении ряда побочных продуктов реакции (тетрагидрофурфуриловый спирт, фуран, 2-метилфуран, тетрагидрофуран и др.) Кроме того, авторами работы не приведено исчерпывающее количество сведений, позволяющих судить о стабильности полученных данным способом катализаторов.
Алюминиево-углеродные композитные катализаторы Al2O3-S жидкофазного гидрирования фурфурола, также могут быть приготовлены путем смешения Al(NO3)3⋅9H2O и поверхностно-активного вещества (ПАВ) Pluronic F127 на основе простого полиэфира с последующим прокаливанием при 550°С в инертной атмосфере N2 [M.S. Kim, F.S.H. Simanjuntak, S. Lim, J. Jae, J.-M. Ha, H. Lee, Synthesis of alumina-carbon composite material for the catalytic conversion of furfural to furfuryl alcohol, J. Ind. Eng. Chem., 52 (2017) 59-65]. При массовом соотношении ПАВ/Al(NO3)3⋅9H2O равном 7:1 получен катализатор, который позволяет достичь выход фурфурилового спирта 95,8% в автоклаве при температуре 130°С и давлении 0,41 МПа с использованием 2-пропанола в качестве источника водорода за счет повышенного содержания углерода, высокой удельной поверхности и концентрации кислотных/основных центров. Однако отмечена постепенная дезактивация катализатора, полученного предложенным способом, ввиду растворения алюминия в условиях процесса.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому способу приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта является способ, описанный в информационном источнике [Yan K., Chen А. Selective hydrogenation of furfural and levulinic acid to biofuels on the ecofriendly Cu-Fe catalyst, Fuel. 115 (2014) 101-108], согласно которому катализатор представляет собой смешанный оксид меди и железа, который был приготовлен в несколько стадий, включающих со-осаждение водных растворов солей нитратов меди и железа гидроксидом калия при рН 5,5-6,0 с последующей гидротермальной обработкой в автоклаве при 120°С в течение 6 часов. Полученный гидроксид сушат и прокаливают при температуре 950°С в течение 10 часов. Катализатор представляет собой смесь оксидов на основе CuO и CuFe2O4 и содержит: 26,29 атом. % Cu, 16,53 атом. % Fe, О - остальное. Селективное гидрирование фурфурола проводят при 140°С, давлении 9,0 МПа, скорости перемешивания 1000 об/мин, времени реакции 14 ч, в присутствии растворителя с объемным отношением фурфурол/октан 0,42 в присутствии катализатора массой 0,2 г. Данный катализатор позволяет достичь 90% конверсии фурфурола с 85% селективностью по образованию фурфурилового спирта при указанных условиях.
Общим недостатком для прототипа и всех вышеперечисленных способов получения фурфурилового спирта является то, что при использовании катализаторов, полученных предложенными способами, не удается достичь высокой конверсии фурфурола и высоких выходов фурфурилового спирта, может наблюдаться снижение активности катализаторов за счет образования углеродных отложений на их поверхности. Кроме того, в прототипе не указаны значения удельной поверхности полученных катализаторов, что вероятно, связано с их низкими значениями, поскольку катализатор получают в результате прокалки исходных образцов при 950°С.
Задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в разработке способа приготовления недорогого катализатора селективного гидрирования фурфурола, позволяющего достичь высоких значений конверсии фурфурола и селективности по фурфуриловому спирту.
Технический результат заключается в том, что при использовании катализатора, полученного заявляемым способом, обеспечивается получение фурфурилового спирта с выходом свыше 90% при селективном гидрировании фурфурола с конверсией более 95% при температурах менее 140°С и давлении менее 9 МПа процесса.
Задача решается использованием способа приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта, включающего смешивание нитратов меди и железа и прокалку, в котором смешивают нитраты меди, железа и алюминия, далее полученную смесь нитратов меди, железа и алюминия сплавляют при температурах 100-180°С до полного удаления воды, после чего осуществляют указанную прокалку при температурах 300-550°С.
В способе смесь нитратов меди, железа и алюминия предварительно не растворяют в избытке дистиллированной воды, а используют кристаллогидраты.
Полученный указанным способом катализатор представляет собой композит на основе оксидов меди и железа с добавкой модификатора оксида алюминия не менее 10 мас. % и состоит из 5,0-40,0 мас. % CuO; носитель - остальное. При этом носитель содержит шпинель со структурой Fe3O4, состоящую из 80-90 мас. % Fe2O3; 10-20 мас. % Al2O3 (48,0-85,5 мас. % Fe2O3, 6,0-19,0 мас. % Al2O3, мас. % указаны от общей массы катализатора).
Перед каталитическими испытаниями катализатор в виде измельченного порошка предварительно восстанавливают в токе водорода.
Таким образом, катализатор готовят путем сплавления солей нитратов меди, железа и алюминия с последующей сушкой, прокалкой и последующей активацией в потоке водорода.
Технический результат при использовании катализатора, получаемого предложенным способом приготовления катализатора, для процесса получения фурфурилового спирта путем селективного гидрирования фурфурола базируется на следующем:
Смешение кристаллогидратов нитратов меди, железа и алюминия с последующей сушкой при температуре 100-180°С и прокалкой при температуре 300-550°С позволяет получить шпинель со структурой Fe3O4, состоящей из 48,0-85,50 мас. % Fe2O3, 6,0-19,0 мас. % Al2O3 (мас. % указаны от общей массы катализатора), которая способствует повышению устойчивости катализатора к образованию углеродных отложений на его поверхности.
Кроме того, наличие в составе катализатора, используемого при селективном гидрировании фурфурола, шпинели со структурой Fe3O4, состоящей из 80,0-90,0 мас. % Fe2O3; 10,0-20,0 мас. % Al2O3, способствует формированию после восстановления в токе водорода при температуре 200-300°С наиболее активной в целевых реакциях металлической меди, что обеспечивает получение высоких показателей выхода фурфурилового спирта при высоких конверсиях фурфурола
Шпинель со структурой Fe3O4 обеспечивает также совокупность текстурных характеристик катализатора, способствующих оптимальному распределению частиц меди и доступу молекул фурфурола к активному компоненту. Выход концентраций компонентов катализатора за заявляемые рамки (5,0-40,0 мас. % CuO и носитель, при этом
носитель содержит шпинель со структурой Fe3O4 и состоит из 48-85,5 мас. % Fe2O3; 6-19 мас. % Al2O3) приведет к снижению активности катализатора.
Получаемый предлагаемым способом приготовления катализатор селективного гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта за счет наличия шпинели, состоящей из Fe2O3 и Al2O3, обладает более высокой устойчивостью к образованию углеродных отложений на его поверхности по сравнению с обычным Al2O3.
Селективное гидрирование фурфурола проводят при температуре 100°С, давлении 6,0 МПа, скорости перемешивания 1800 об/мин, времени реакции 2 ч, в присутствии растворителя с объемным отношением фурфурол/изопропанол 0,1 в присутствии 5 г катализатора, содержащего: 5,0-40,0 мас. % CuO; носитель - остальное; при этом носитель содержит: шпинель со структурой Fe3O4, состоящая из 80-90 мас. % Fe2O3; 10-20 мас. % Al2O3. Катализатор восстанавливают в токе водорода, подаваемого со скоростью 300 мл/мин, при температуре 200-300°С в течение 1 часа, что приводит к активации катализатора, с содержанием металлических частиц меди и носитель - остальное.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими примерами.
Пример 1.
Для приготовления катализатора кристаллогидраты нитратов железа, меди и алюминия смешивают и сплавляют при температуре 180°С до полного удаления воды из кристаллогидратов.
Далее полученную смесь прокаливают при 450°С со скоростью нагрева 50°С/ч в течение 1 часа при конечной температуре. Прокаленный образец растирают в порошок. В случае использования фракции катализатора, порошок прессуют в таблетки диаметром 10 мм, из которых делают фракцию 0,25-0,5 мм. Катализатор содержит: 5,0 мас. % CuO, 80,1 мас. % Fe2O3 и 14,9 мас. % Al2O3. Величина удельной поверхности смешанного оксида по БЭТ составляет 74 м2/г, объем пор 0,13 см3/г и средний размер по 9 нм. Перед каталитическими испытаниями катализатор в виде измельченного порошка предварительно восстанавливают в токе водорода со скоростью подачи газа 300 мл/мин при давлении 0.1 МПа и температуре 250°С в течение 1 часа.
Процесс селективного гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта проводят при температуре 100°С, давлении 6,0 МПа, скорости перемешивания 1800 об/мин, времени реакции 2 ч, в присутствии растворителя с объемным отношением фурфурол/изопропанол 0,1 в присутствии катализатора массой 5 г.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 2.
Аналогичен примеру 1. Катализатор содержит: 10,0 мас. % CuO, 73,8 мас. % Fe2O3 и 16,2 мас. % A12O3. Величина удельной поверхности смешанного оксида по БЭТ составляет 58 м2/г, объем пор 0,12 см3/г и средний размер по 10 нм.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 3.
Аналогичен примеру 1. Катализатор содержит: 20,0 мас. % CuO, 65,6 мас. % Fe2O3 и 14,4 мас. % Al2O3. Величина удельной поверхности смешанного оксида по БЭТ составляет 45 м2/г, объем пор 0,08 см3/г и средний размер по 12 нм.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 4.
Аналогичен примеру 1. Катализатор содержит: 30,0 мас. % CuO, 57,4 мас. % Fe2O3 и 12,6 мас. % Al2O3. Величина удельной поверхности смешанного оксида по БЭТ составляет 30 м2/г, объем пор 0,07 см3/г и средний размер по 13 нм.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 5.
Аналогичен примеру 1. Катализатор содержит: 40,0 мас. % CuO, 49,2 мас. % Fe2O3 и 10,8 мас. % Al2O3. Величина удельной поверхности смешанного оксида по БЭТ составляет 25 м2/г, объем пор 0,07 см3/г и средний размер по 14 нм.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 6.
Аналогичен примеру 1. Катализатор содержит: 15,5 мас. % CuO, 74,5 мас. % Fe2O3 и 10,0 мас. % Al2O3. Величина удельной поверхности смешанного оксида по БЭТ составляет 22 м2/г, объем пор 0,07 см3/г и средний размер по 14 нм.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 7.
Аналогичен примеру 3. Перед каталитическими испытаниями катализатор в виде измельченного порошка предварительно восстанавливают в токе водорода со скоростью подачи газа 300 мл/мин при давлении 0,1 МПа и температуре 200°С в течение 1 часа.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 8.
Аналогичен примеру 3. Перед каталитическими испытаниями катализатор в виде измельченного порошка предварительно восстанавливают в токе водорода со скоростью подачи газа 300 мл/мин при давлении 0,1 МПа и температуре 300°С в течение 1 часа.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 9.
Аналогичен примеру 3. Конечная температура прокаливания катализатора составляет 300°С.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 10.
Аналогичен примеру 3. Конечная температура прокаливания катализатора составляет 550°С.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 11
В качестве сравнения был приготовлен катализатор, не содержащий медь. Способ приготовления аналогичен примеру 1, но для синтеза не использовался нитрат меди.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 12
В качестве сравнения был приготовлен катализатор, не содержащий железа. Способ приготовления аналогичен примеру 1, но для синтеза не использовался нитрат железа.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Пример 13
В качестве сравнения был приготовлен катализатор по способу аналогичному примеру 1, который содержит: 60,0 мас. % CuO, 25,2 мас. % Fe2O3 и 14,8 мас. % Al2O3.
Показатели процесса селективного гидрирования фурфурола и содержание углеродных отложений на катализаторе после реакции приведены в таблице 1.
Figure 00000001
Таким образом, как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ приготовления позволяет получить катализатор, который за счет своего химического состава и текстуры, имеет высокую активность, значительно превосходящую активность в селективном гидрировании фурфурола по сравнению с катализатором, приготовленным по способу-прототипу.

Claims (1)

  1. Способ приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта, включающий смешивание нитратов меди и железа и прокалку, отличающийся тем, что смешивают кристаллогидраты нитратов меди, железа и алюминия, далее полученную смесь кристаллогидратов нитратов меди, железа и алюминия сплавляют при температурах 100-180°С до полного удаления воды, после чего осуществляют указанную прокалку при температурах 300-550°С.
RU2018141573A 2018-11-27 2018-11-27 Способ приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола RU2689417C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141573A RU2689417C1 (ru) 2018-11-27 2018-11-27 Способ приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141573A RU2689417C1 (ru) 2018-11-27 2018-11-27 Способ приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2689417C1 true RU2689417C1 (ru) 2019-05-28

Family

ID=67037174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018141573A RU2689417C1 (ru) 2018-11-27 2018-11-27 Способ приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2689417C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705589C1 (ru) * 2019-06-19 2019-11-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Способ получения катализатора для жидкофазного гидрирования смесей, содержащих карбонильные и гидроксильные производные ароматических углеводородов

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2305006C2 (ru) * 2001-09-08 2007-08-27 Джонсон Мэтти Плс Высокотемпературные катализаторы конверсии на основе шпинели
RU2516467C2 (ru) * 2009-03-26 2014-05-20 Джонсон Мэтти Плс Способ получения нитрата металла на подложке
US20170252727A1 (en) * 2014-09-12 2017-09-07 Clariant International Ltd. EXTRUDED Cu-Al-Mn HYDROGENATION CATALYST

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2305006C2 (ru) * 2001-09-08 2007-08-27 Джонсон Мэтти Плс Высокотемпературные катализаторы конверсии на основе шпинели
RU2516467C2 (ru) * 2009-03-26 2014-05-20 Джонсон Мэтти Плс Способ получения нитрата металла на подложке
US20170252727A1 (en) * 2014-09-12 2017-09-07 Clariant International Ltd. EXTRUDED Cu-Al-Mn HYDROGENATION CATALYST

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAI YAN, AICHENG CHEN, Selective hydrogenation of furfural and levulinic acid to biofuels on the ecofriendly Cu-Fe catalyst, Fuel, 2014, 115, 101-108. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705589C1 (ru) * 2019-06-19 2019-11-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Способ получения катализатора для жидкофазного гидрирования смесей, содержащих карбонильные и гидроксильные производные ароматических углеводородов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1440046B1 (en) Hydrogenolysis of sugars, sugar alcohols and glycerol
RU2660439C1 (ru) Катализатор гидрирования фурфурола
EP1935487A1 (en) Composition comprising sugars or sugar alcohols
JP4001715B2 (ja) カルボニル化合物の水素添加法
JP5584891B2 (ja) 発熱法の触媒用担体および該担体から製造された触媒
JP3271969B2 (ja) 水素化触媒、該触媒の製造方法及び使用方法
RU2689418C1 (ru) Катализатор селективного гидрирования фурфурола
JP2002501431A (ja) 高活性触媒の調製方法ならびに該触媒およびその使用
RU2722837C1 (ru) Способ приготовления катализатора гидрирования фурфурола и фурфурилового спирта до 2-метилфурана
EP2673081B1 (en) Method of preparing a catalyst precursor, method of preparing a catalyst and a hydrocarbon synthesis process
CN109499580B (zh) 一种草酸二甲酯加氢制备乙二醇催化剂的制备方法
CN103977803B (zh) 一种2-甲基呋喃气相加氢制2-甲基四氢呋喃催化剂的方法
JP5010547B2 (ja) 高活性触媒およびその製造方法
WO2008079051A1 (fr) Catalyseur de synthèse fischer-tropsch et procédé de production associé
Gaudino et al. Sonochemical preparation of alumina-spheres loaded with Pd nanoparticles for 2-butyne-1, 4-diol semi-hydrogenation in a continuous flow microwave reactor
RU2689417C1 (ru) Способ приготовления катализатора селективного гидрирования фурфурола
CN109647394B (zh) 一种用于α, β-不饱和醛选择性加氢制不饱和醇的催化剂及其制备方法和应用
CN106622215B (zh) 缩聚催化剂及其制备方法和应用以及合成二异丁基酮的方法和合成二异丁基醇的方法
CN105498788A (zh) 一种糠醛液相加氢制糠醇的催化剂及制备方法
JP6821151B2 (ja) アルカリ性担体に担持された金−セリウム酸化物担持複合体触媒およびその製造方法
RU2680799C1 (ru) Способ получения фурфурилового спирта путем селективного гидрирования фурфурола
CN112717937A (zh) 糠醛气相加氢一步制2-mthf反应的催化剂制备方法
CN111715264A (zh) 一种加氢催化剂及其制备方法和在催化四氢糠醇加氢制1,5-戊二醇中的应用
CN106582756B (zh) 一种糠醛液相加氢制糠醇催化剂的制备方法
CN107930627B (zh) 一种糠醛加氢催化剂及其制备方法和应用以及糠醛液相加氢制糠醇的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200923

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201128