[發明專利]一種呋喃胺化制備吡咯的生產方法

有效

• 申請號: 201811218564.7
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109111388B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 李顯明;許開開;洪俊杰;魏崢;李東峰;宋偉
• 申請（專利權）人: 江蘇清泉化學股份有限公司
• 主分類號: C07D207/323
• 分類號: C07D207/323
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎

本發明提供一種呋喃胺化制備吡咯的生產方法，所述方法包括催化反應步驟和催化劑再生步驟；所述催化反應步驟包括將加熱的原料混合氣通入含催化劑層的固定床以制備吡咯，所述原料混合氣包括氨氣、水蒸氣和呋喃，所述催化劑為在氧化鋁載體上負載有鐵的催化劑；所述催化劑再生步驟包括停止向固定床中通入原料混合氣，而使再生混合氣通過所述固定床的方式使得催化劑得到再生，再生時催化劑床層溫度大于等于350℃，所述再生混合氣中氧氣的體積分數為5～15％。本發明提供了一種高效廉價環保的生產吡咯的方法。本發明的催化劑制備過程中將鐵負載在氧化鋁載體上形成催化劑，避免了硫酸和氨水的使用，對環境友好。

技術領域

本發明涉及有機化工領域，具體涉及一種呋喃胺化制備吡咯的生產方法。

背景技術

吡咯是一種含氮的雜原子化合物，可以作為許多有機合成反應的中間體，特別是可作為許多藥物合成反應的中間體，是精細化工領域中重要的化合物。近年來被廣泛地應用于高分子材料，比如吡咯可以聚合成有良好導電性能的聚吡咯，后者可作為高能充電電池的電極材料、微波吸收材料及固體電解質。因而工業對吡咯的需求也日益增加。

合成吡咯的方法較多，主要包括(1)半乳糖二酸法；(2)吡咯烷脫氫法；(3)呋喃胺化法；(4)乙炔法；(5)BASF法。目前工業中制備吡咯多采用吡咯烷脫氫的方法，美國專利US3008965以吡咯烷為原料，銠、鈀為催化劑，吡咯收率超過90％。但是該方法使用價格昂貴的貴金屬催化劑，生產成本高且催化劑容易中毒。

因呋喃具有芳香性，化學性質穩定，參與化學反應所需能量很高。由呋喃制備吡咯相當困難。但例如專利申請CN201710066673.0提供一種吡咯的制備方法，具體是一種呋喃胺化法制備吡咯的方法。包括：在水蒸氣存在的條件下，以固體超強酸為催化劑使呋喃與氨反應。該方法在固體超強酸作為催化劑的條件下，利用了價格較低且來源廣泛的呋喃與氨反應制備吡咯，工藝流程簡單，降低了反應溫度，提高了產率，可批量生產。但該固體超強酸在催化劑制備過程中需要使用硫酸浸漬，氨水中和，該催化劑制備在工業化應用時，環保壓力大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效廉價生產吡咯的方法。

本發明提供一種呋喃胺化制備吡咯的生產方法，所述方法包括催化反應步驟和催化劑再生步驟；所述催化反應步驟包括將加熱的原料混合氣通入含催化劑層的固定床以制備吡咯，所述原料混合氣包括氨氣、水蒸氣和呋喃，所述催化劑為在氧化鋁載體上負載有鐵的催化劑；所述催化劑再生步驟包括停止向固定床中通入原料混合氣，而使再生混合氣通過所述固定床的方式使得催化劑得到再生，再生時催化劑床層溫度大于等于350℃，所述再生混合氣中氧氣的體積分數為5～15％。

在一種具體的實施方式中，所述催化劑在催化劑制備過程中并不接觸硫酸，也不接觸鹽酸；優選所述催化劑為在氧化鋁載體上只負載有單種金屬元素鐵的催化劑。

在一種具體的實施方式中，所述原料混合氣為將氨水和呋喃混合并加熱氣化后制備得到，且氣化溫度大于等于150℃。

在一種具體的實施方式中，所述原料混合氣中氨氣、水蒸氣和呋喃的物質的量的比值為1：2～5：4～7，優選為1：2.5～4：5～6。

在一種具體的實施方式中，在所述催化反應步驟中原料混合氣的體積液時空速控制為0.5～10.0hr^-1，優選為2～5hr^-1，催化反應步驟中系統壓力控制為0.1～4MPa，優選0.5～2MPa，催化反應溫度為150～300℃，優選200～250℃。

在一種具體的實施方式中，當檢測催化反應的產物中殘留的呋喃含量，發現原料呋喃的轉化率為70～93％時，優選在原料呋喃的轉化率為80～92％時，將固定床反應器中的通入的原料混合氣改為通入再生混合氣，使得固定床由催化反應步驟切換為催化劑再生步驟。