RU2775227C1 - Method for producing furfuryl alcohol using a magnetically separable catalyst - Google Patents
Method for producing furfuryl alcohol using a magnetically separable catalyst Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775227C1 RU2775227C1 RU2021113282A RU2021113282A RU2775227C1 RU 2775227 C1 RU2775227 C1 RU 2775227C1 RU 2021113282 A RU2021113282 A RU 2021113282A RU 2021113282 A RU2021113282 A RU 2021113282A RU 2775227 C1 RU2775227 C1 RU 2775227C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- furfural
- hydrogenation
- furfuryl alcohol
- mpa
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 52
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N Furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 41
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N Furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 229910017827 Cu—Fe Inorganic materials 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 229910021065 Pd—Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 239000005092 Ruthenium Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- -1 copper-magnesium Chemical compound 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JGDFBJMWFLXCLJ-UHFFFAOYSA-N Copper chromite Chemical compound [Cu]=O.[Cu]=O.O=[Cr]O[Cr]=O JGDFBJMWFLXCLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 240000004804 Iberis amara Species 0.000 description 1
- 208000008425 Protein Deficiency Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 1
- 230000024881 catalytic activity Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008079 hexane Substances 0.000 description 1
- 238000007327 hydrogenolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning Effects 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 150000003304 ruthenium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области разработки способа получения фурфурилового спирта путем гидрирования фурфурола.The invention relates to the development of a method for producing furfuryl alcohol by hydrogenation of furfural.
Фурфуриловый спирт используется при изготовлении клея, всевозможных смол, растворителей, антикоррозийных и водоотталкивающих лаков, резины, ядохимикатов, также применяется в ракетно-космической промышленности при производстве специального вида топлива, деталей для ракет и самолетов.Furfuryl alcohol is used in the manufacture of adhesives, various resins, solvents, anti-corrosion and water-repellent varnishes, rubber, pesticides, and is also used in the rocket and space industry in the production of a special type of fuel, parts for rockets and aircraft.
Известен способ гидрирования фурфурола (US 4302397, B01J 23/86, C07D 307/44, опубл. 24.11.1981) в присутствии катализатора на основе хромита меди, промотированного СаО, позволяющий получать выход фурфурилового спирта до 98% при пониженном давлении водорода 3,0 МПа.A known method for the hydrogenation of furfural (US 4302397, B01J 23/86, C07D 307/44, publ. 11/24/1981) in the presence of a catalyst based on copper chromite, promoted CaO, allowing to obtain a yield of furfuryl alcohol up to 98% at a reduced hydrogen pressure of 3.0 MPa.
Однако изъяном таких катализаторов является токсичность соединений хрома и относительно низкая стабильность. Одними из основных причин дезактивации катализаторов на основе меди в процессе гидрирования фурфурола является образование коксовых отложений, сильная адсорбция продуктов реакции на поверхности катализатора, изменение степени окисления активных центров и спекание частиц металла.However, the disadvantage of such catalysts is the toxicity of chromium compounds and relatively low stability. One of the main reasons for the deactivation of copper-based catalysts during the hydrogenation of furfural is the formation of coke deposits, strong adsorption of reaction products on the catalyst surface, a change in the degree of oxidation of active sites, and sintering of metal particles.
Известен также способ получения фурфурилового спирта (Cherkasov N., 
Однако погрешностью этого изобретения является то, что при увеличении давления водорода выше 3,0 МПа (30 бар) мало влияет на кинетику гидрирования, температура реакции же влияет на распределение продукта. Так же для этого способа характерно отравление катализатора Pd-Bi/SiO2 висмутом, что уменьшает количество доступных активных центров, но мало влияет на частоты оборота, скорее всего из-за отсутствия электронных эффектов Bi на наночастицы Pd.However, the error of this invention is that with an increase in hydrogen pressure above 3.0 MPa (30 bar) it has little effect on the kinetics of hydrogenation, while the reaction temperature affects the distribution of the product. Also, this method is characterized by the poisoning of the Pd-Bi/SiO 2 catalyst with bismuth, which reduces the number of available active centers, but has little effect on the turnover frequencies, most likely due to the absence of electronic effects of Bi on Pd nanoparticles.
Известен еще один способ получения фурфурилового спирта (Ghashghaee М., Sadjadi S., Shirvani S., Farzaneh V. A Novel, Consecutive Approach for the Preparation of Cu-MgO Catalysts with High Activity for Hydrogenation of Furfural to Furfuryl Alcohol, Catalysis Letters, 147 (2017), 318-327), который проводится с использованием медно-магниевого катализатора, содержащего CuO и MgO. Использование такого катализатора позволяет достигнуть стабильной конверсии фурфурола (91%) и высокой селективности (99%) по фурфуриловому спирту.Another method for producing furfuryl alcohol is known (Ghashghaee M., Sadjadi S., Shirvani S., Farzaneh V. A Novel, Consecutive Approach for the Preparation of Cu-MgO Catalysts with High Activity for Hydrogenation of Furfural to Furfuryl Alcohol, Catalysis Letters, 147 (2017), 318-327), which is carried out using a copper-magnesium catalyst containing CuO and MgO. The use of such a catalyst makes it possible to achieve stable conversion of furfural (91%) and high selectivity (99%) for furfuryl alcohol.
Однако прямой взаимосвязи между каталитической активностью и структурными особенностями катализаторов в данном способе установлено не было, что может повлиять на дальнейшее использование катализатора.However, a direct relationship between the catalytic activity and the structural features of the catalysts in this method has not been established, which may affect the further use of the catalyst.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения фурфурилового спирта (RU 2680799; C07D 307/44, B01J 21/04; опубл. 27.02.2019) путем селективного гидрирования фурфурола в присутствии катализатора, содержащего оксиды меди и железа, в котором катализатор берут в составе 5,0-40,0 мас. % CuO, носитель - остальное, при этом носитель содержит шпинель со структурой Fe3O4, состоящую из 40,0-85,0 мас. % Fe2O3 и 10,0-20,0 мас. % Al2O3, а гидрирование проводят на установке периодического действия при температуре 100°С, давлении водорода 6,0 МПа в присутствии растворителя с объемным отношением фурфурол/изопропанол 0,1 или на установке проточного типа в отсутствие растворителя при температуре 120-160°С, давлении водорода 4,0-6,0 МПа, скорости подачи сырья 2-4 мл/ч и объемной скорости водорода 100-300 мл/мин. Достигается выход фурфурилового спирта свыше 95% при селективном гидрировании фурфурола с конверсией более 98%.The closest in technical essence is a method for producing furfuryl alcohol (RU 2680799; C07D 307/44, B01J 21/04; publ. 27.02.2019) by selective hydrogenation of furfural in the presence of a catalyst containing oxides of copper and iron, in which the catalyst is taken in the composition 5.0-40.0 wt. % CuO, the carrier is the rest, while the carrier contains a spinel with the structure of Fe 3 O 4 , consisting of 40.0-85.0 wt. % Fe 2 O 3 and 10.0-20.0 wt. % Al 2 O 3 , and hydrogenation is carried out in a batch plant at a temperature of 100°C, a hydrogen pressure of 6.0 MPa in the presence of a solvent with a furfural/isopropanol volume ratio of 0.1 or in a flow-type plant in the absence of a solvent at a temperature of 120-160 °C, hydrogen pressure 4.0-6.0 MPa, raw material feed rate 2-4 ml/h and hydrogen space velocity 100-300 ml/min. A yield of furfuryl alcohol of more than 95% is achieved by selective hydrogenation of furfural with a conversion of more than 98%.
Однако в этом способе используют большое количество катализатора, что в дальнейшем может сказаться на качестве реакционной смеси и на загрязнении самого катализатора. Оксид алюминия (Al2O3), состоящий в носителе катализатора, проявляет сильную кислотность на поверхности, что может также сказаться на качестве реакционной смеси и выходе продукта реакции.However, this method uses a large amount of catalyst, which can further affect the quality of the reaction mixture and the contamination of the catalyst itself. The alumina (Al 2 O 3 ) contained in the catalyst carrier exhibits strong acidity on the surface, which can also affect the quality of the reaction mixture and the yield of the reaction product.
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа получения фурфурилового спирта в реакторе периодического действия путем селективного гидрирования фурфурола, позволяющего достичь высоких значений конверсии фурфурола и селективности по фурфуриловому спирту.The technical problem to be solved by the invention is the development of a method for producing furfuryl alcohol in a batch reactor by selective hydrogenation of furfural, which makes it possible to achieve high values of furfural conversion and selectivity for furfuryl alcohol.
Техническим результатом является получение фурфурилового спирта с выходом свыше 93% при селективном гидрировании фурфурола с конверсией более 96%.The technical result is the production of furfuryl alcohol with a yield of over 93% by selective hydrogenation of furfural with a conversion of over 96%.
Техническая проблема решается и технический результат достигается путем селективного гидрирования фурфурола в присутствии катализатора, причем в качестве катализатора применяется магнитоотделяемый катализатор 3% Ru-Fe3O4/СПСMN270, гидрирование проводят в реакторе периодического действия при температуре 120°С, давлении водорода 6,0 МПа, в течение 90 мин, со скоростью перемешивания 1000 об/мин в присутствии изопропилового спирта в качестве растворителя, при этом масса катализатора составляет 0,1 г.The technical problem is solved and the technical result is achieved by selective hydrogenation of furfural in the presence of a catalyst, and a magnetically separated
Процесс гидрирования настоящего изобретения проводился в реакторе периодического действия (Series 5000 (USA) Multiple Reactor System (MRS) при температуре 120°C, давлении водорода 6,0 МПа, скоростью перемешивания 1000 об/мин, времени реакции 90 мин. в присутствии изопропилового спирта в качестве растворителя и массой катализатора 0.1 г.The hydrogenation process of the present invention was carried out in a batch reactor (Series 5000 (USA) Multiple Reactor System (MRS) at a temperature of 120°C, a hydrogen pressure of 6.0 MPa, a stirring speed of 1000 rpm, a reaction time of 90 minutes in the presence of isopropyl alcohol as a solvent and a catalyst weight of 0.1 g.
Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами: на фиг. 1 показана хроматограмма пиков продуктов реакции гидрирования фурфурола с помощью катализаторов: (1) 3%Pd-3%Cu-Fe3O4/MN270; (2) 3%Cu-Fe3O4/MN270; (3) 3%Ru-Fe3O4/СПСMN270; (4) 3%Pd-Fe3O4/MN270, на фиг. 2 показана диаграмма столбцов значений фурфурола и фурфурилового спирта при данных катализаторах.The invention is illustrated by the following graphics: FIG. 1 shows the chromatogram of the peaks of the reaction products of the hydrogenation of furfural using catalysts: (1) 3%Pd-3%Cu-Fe 3 O 4 /MN270; (2) 3%Cu-Fe 3 O 4 /MN270; (3) 3% Ru-Fe 3 O 4 /SPSMN270; (4) 3%Pd-Fe 3 O 4 /MN270, in FIG. 2 shows a bar chart of furfural and furfuryl alcohol values for these catalysts.
Использование в процессе селективного гидрирования фурфурола улучшенного магнитоотделяемого катализатора, содержащего рутений, обеспечивает высокую активность и выход фурфурилового спирта в периодическом режиме. В способе используется готовый катализатор 3%Ru-Fe3O4/СПСMN270 (Манаенков О.В. и др. Магнитоотделяемый полимерный катализатор для гидрогенолиза целлюлозы, Изв. вузов. Химия и хим. технология, 2020, Т. 63. Вып. 2, С. 59-63). В составе катализатора 3%Ru-Fe3O4/СПСMN270, используемого при селективном гидрировании фурфурола, присутствует Fe3O4 (магнетит), который легко отделить от реакционной смеси магнитом. Также в состав магнитоотделяемого катализатора 3%Ru-Fe3O4/СПСMN270 входит сверхсшитый полистирол с микрополостями в полимерной матрице, в которых равномерно распределяются активные компоненты - соединения железа и рутения. Кроме того, сверхсшитый полистирол за счет поперечной сшивки полимерной матрицы имеет прочную структуру, способность к набуханию в жидкой среде и большую внутреннюю поверхность.The use of an improved magnetically detachable catalyst containing ruthenium in the process of selective hydrogenation of furfural provides high activity and yield of furfuryl alcohol in batch mode. The method uses a ready-made
Для выбора магнитоотделяемого катализатора с наночастицами рутения как наиболее предпочтительного, его сравнили с другими магнитоотделяемыми катализаторами, содержащими наночастицы других металлов, таких как медь, палладий и палладий-медь. Проводили опытным путем сравнение этих катализаторов с помощью гидрирования фурфурола в реакторе периодического действия (Series 5000 (USA) Multiple Reactor System (MRS)) при температуре 120°С, давлении 6,0 МПа, скорости перемешивания 1000 об/мин, времени реакции 90 мин, в присутствии растворителя (изопропиловый спирт) и массой катализатора 0,1 г. Анализ реакционной массы после проведения процесса производили на газовом хроматографе «Кристаллюкс-4000М» в режиме программирования: температура колонки -50°С, детектор 200°С, испаритель 120°С. Хроматограммы обрабатывались в программе «NetChrom». Хроматограмма пиков продуктов гидрирования катализаторов 3%Cu-Fe3O4/СПСMN270, 3%Ru-Fe3O4/СПСMN270, 3%Pd-Fe3O4/СПСMN270, 3%Pd-3%Cu-Fe3O4/СПСMN270 представлена на фиг 1. Были идентифицированы: исходное вещество - фурфурол, и основной продукт - фурфуриловый спирт. Была построена диаграмма столбцов значений фурфурола и фурфурилового спирта для каждого катализатора, представленная на фиг. 2, которые составили: 89,4 мол. % и 83,5 мол. % для 3%Pd-3%Cu-Fe3O4/MN270, 80,2 мол. % и 76,7 мол. % для 3%Cu-Fe3O4/MN270, 96,3 мол. % и 93,8 мол. % для 3%Ru-Fe3O4/СПСMN270, 94,9 мол. % и 90,1 мол. % для 3% d-Fe3O4/MN270.To select the magnetically detachable catalyst with ruthenium nanoparticles as the most preferred, it was compared with other magnetically detachable catalysts containing nanoparticles of other metals such as copper, palladium and palladium-copper. These catalysts were compared experimentally using furfural hydrogenation in a batch reactor (Series 5000 (USA) Multiple Reactor System (MRS)) at a temperature of 120°C, a pressure of 6.0 MPa, a stirring speed of 1000 rpm, a reaction time of 90 min , in the presence of a solvent (isopropyl alcohol) and a catalyst mass of 0.1 g. Analysis of the reaction mass after the process was carried out on a gas chromatograph "Crystallux-4000M" in the programming mode: column temperature -50°C, detector 200°C, evaporator 120° FROM. The chromatograms were processed using the NetChrom program. Chromatogram of peak hydrogenation products of
Температура реакции 120°С обусловлена анализом литературных данных, в которых проводимые реакции гидрирования ниже, либо выше данной температуры вызывало понижение выхода продукта.The reaction temperature of 120°C is due to the analysis of literature data, in which the hydrogenation reactions carried out below or above this temperature caused a decrease in the yield of the product.
При температуре ниже 120°С выход продукта составляет 90,1 мол. %, при температуре выше 120°С - 91,5 мол. %.At temperatures below 120°C, the product yield is 90.1 mol. %, at temperatures above 120°C - 91.5 mol. %.
Давление водорода 6,0 МПа обусловлено тем, что при уменьшении давления до 4,0 МПа уменьшается выход продукта и конверсия исходного вещества, при увеличении до 8,0 МПа происходит такая же ситуация.The hydrogen pressure of 6.0 MPa is due to the fact that when the pressure decreases to 4.0 MPa, the yield of the product and the conversion of the starting substance decrease, with an increase to 8.0 MPa, the same situation occurs.
Время проведения реакции 90 минут является оптимальным, так как при варьировании временем в процессе гидрирования варьируется конверсия фурфурола и выход фурфурилового спирта.The reaction time of 90 minutes is optimal, since by varying the time during the hydrogenation process, the conversion of furfural and the yield of furfuryl alcohol vary.
Скорость перемешивания 1000 об/мин обусловлено тем, что при перемешивании 500 об/мин происходит недостаточный выход продукта, а при перемешивании 1500 об/мин - уменьшение, либо такой же выход продукта, что и при 1000 об/мин.The stirring speed of 1000 rpm is due to the fact that when stirring at 500 rpm, there is an insufficient yield of the product, and when stirring at 1500 rpm, there is a decrease, or the same product yield as at 1000 rpm.
Выбор изопропилового спирта в качестве растворителя обусловлен тем, что при других растворителях, например, воде или гексане, гидрируется малое количество готового продукта, что недопустимо в данном случае.The choice of isopropyl alcohol as a solvent is due to the fact that with other solvents, for example, water or hexane, a small amount of the finished product is hydrogenated, which is unacceptable in this case.
Масса катализатора 0,1 г выбрана таковой, так как при избытке катализатора значения конверсии фурфурола и выхода продукта реакции гидрирования не меняются, а при недостатке же эти значения падают.The catalyst weight of 0.1 g was chosen as such, since with an excess of catalyst, the values of the conversion of furfural and the yield of the hydrogenation reaction product do not change, and with a deficiency, these values decrease.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими примерами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
Гидрирование фурфурола проводили в стальном реакторе периодического действия серии 5000 Multiple Reactor System (Parr Instruments). В реактор вводили магнитоотделяемый катализатор 3%Ru-Fe3O4/СПСMN270 массой 0,1 г, фурфурол объемом 4 мл и изопропиловый спирт объемом 48 мл. Реактор продували азотом и нагревали до температуры 120°С. После того, как реактор был нагрет до рабочей температуры, подавался водород. Давление водорода составляло 6,0 МПа. Процесс гидрирования проводили при непрерывном перемешивании (скорость перемешивания 1000 об/мин). В ходе реакции отбирали образцы реакционной среды для анализа. Время одного эксперимента составило 90 мин. Результаты процесса гидрирования фурфурола приведены в таблице 1.Hydrogenation of furfural was carried out in a 5000 Series Multiple Reactor System steel batch reactor (Parr Instruments). The magnetically
Пример 2.Example 2
Гидрирование фурфурола с магнитоотделяемым катализатором проводят аналогично примеру 1, при температуре 100°С. Результаты процесса гидрирования фурфурола приведены в таблице 1.Hydrogenation of furfural with a magnetically detachable catalyst is carried out analogously to example 1, at a temperature of 100°C. The results of the furfural hydrogenation process are shown in Table 1.
Пример 3.Example 3
Гидрирование фурфурола с магнитоотделяемым катализатором проводят аналогично примеру 1, при температуре 140°С. Результаты процесса гидрирования фурфурола приведены в таблице 1.Hydrogenation of furfural with a magnetically separated catalyst is carried out analogously to example 1, at a temperature of 140°C. The results of the furfural hydrogenation process are shown in Table 1.
Пример 4.Example 4
Гидрирование фурфурола с магнитоотделяемым катализатором проводят аналогично примеру 1, при давлении водорода 4,0 МПа. Результаты процесса гидрирования фурфурола приведены в таблице 1.Hydrogenation of furfural with a magnetically detachable catalyst is carried out analogously to example 1, at a hydrogen pressure of 4.0 MPa. The results of the furfural hydrogenation process are shown in Table 1.
Пример 5Example 5
Гидрирование фурфурола с магнитоотделяемым катализатором проводят аналогично примеру 1, при давлении водорода 8,0 МПа. Результаты процесса гидрирования фурфурола приведены в таблице 1.Hydrogenation of furfural with a magnetically separated catalyst is carried out analogously to example 1, at a hydrogen pressure of 8.0 MPa. The results of the furfural hydrogenation process are shown in Table 1.
Таким образом, как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ получения фурфурилового спирта с помощью магнитоотделяемого катализатора 3%Ru-Fe3O4/СПСMN270 путем селективного гидрирования фурфурола с изопропиловым спиртом в качестве растворителя позволяет при высокой конверсии (более 96 мол. %) фурфурола получать целевой продукт с высоким выходом (не менее 93 мол. %) при температуре 120°С и давлении 6 МПа.Thus, as can be seen from the above examples, the proposed method for producing furfuryl alcohol using a magnetically separated
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2775227C1 true RU2775227C1 (en) | 2022-06-28 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102698760A (en) * | 2012-06-21 | 2012-10-03 | 中北大学 | Magnetic hydrogenation catalyst and preparation method and application thereof |
| RU2680799C1 (en) * | 2018-11-27 | 2019-02-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Method of obtaining furfuryl alcohol by selective hydrogenation of furfuryl |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102698760A (en) * | 2012-06-21 | 2012-10-03 | 中北大学 | Magnetic hydrogenation catalyst and preparation method and application thereof |
| RU2680799C1 (en) * | 2018-11-27 | 2019-02-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Method of obtaining furfuryl alcohol by selective hydrogenation of furfuryl |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| И.Л. Симакова и др. Каталитическое гидрирование фурфурола в спиртовых средах. Журнал Сибирского федерального университета. Химия, 2015, т.8, N 4, 482-490. А.А. Степанычева и др. Рутеневые катализаторы получения жирных спиртов. Бюллетень науки и практики, 2018, т.4, N 12, 106-112. О.В. Манаенков и др. Магнитоотделяемый полимерный катализатор для гидрогенолиза целлюлозы. Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология, 2020, Т. 63, Вып. 2, 59-63. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1440048B1 (en) | Hydrogenolysis of 5-carbon sugars and sugar alcohols | |
| EP1440046B1 (en) | Hydrogenolysis of sugars, sugar alcohols and glycerol | |
| KR102369420B1 (en) | Chromium-free hydrogenation of hydroformylation mixtures | |
| SU1731040A3 (en) | Method of producing alyphatic @@@ alcohols and related catalyst | |
| US4105674A (en) | Production of gamma-butyrolactone from maleic anhydride with a hydrogenation catalyst | |
| EP2772489A1 (en) | Hydrogenolysis of furfuryl alcohol to 1,2-pentanediol or to tetrahydrofurfuryl alcohol | |
| AU2010218248A1 (en) | Process for making 1, 2-propane diol from hydrogenation of glycerol | |
| Rode et al. | Catalytic ring hydrogenation of phenol under supercritical carbon dioxide | |
| EP2295395A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING n-PROPYL ACETATE | |
| US9475786B2 (en) | Method for synthesising 2,5-di(hydroxymethyl)furan and 2,5-di(hydroxymethyl)tetrahydrofuran by selective hydrogenation of furan-2,5-dialdehyde | |
| RU2775227C1 (en) | Method for producing furfuryl alcohol using a magnetically separable catalyst | |
| KR101522762B1 (en) | Processes and systems for producing products of hydrogenolysis of polyhydric alcohols | |
| KR100645668B1 (en) | Method for preparing cis-1,3-cyclohexanediol with high yield | |
| CN111068747B (en) | Catalyst for preparing isopropylbenzene by hydrogenolysis and application thereof | |
| EP1174414B1 (en) | Process for producing hydrogenated ester | |
| US6093677A (en) | Catalyst for dehydrogenating 1,4-butanediol to γ-butyrolactone | |
| JPS624174B2 (en) | ||
| EP3577073A1 (en) | Production of acetonitrile and/or hydrogen cyanide from ammonia and methanol | |
| KR20110006660A (en) | Hydrogenolysis processes and hydrogenolysis catalyst preparation methods | |
| TW202432508A (en) | Process for preparing isopropanol in high yields and with a high degree of purity | |
| EP0022164B1 (en) | A process for the preparation of 1,4-butynediol and related catalyst | |
| CA1041552A (en) | Ethynylation catalyst and method of producing alkynols by low pressure reactions | |
| SU1616692A1 (en) | Catalyst for hydration of nitrocompounds | |
| RU2050189C1 (en) | Catalyst for hydrogeneration of unsaturated aromatic monocyclic hydrocarbons and carbonyl compounds | |
| DE102008062782A1 (en) | Catalyst, useful to dehydrogenate alkane or alkyl substituent of hydrocarbon, comprises molding body containing oxide of group II-IV elements as base material, and platinum compound and compound of element of group IV as surface component |