[發明專利]2-甲基呋喃液相加氫制備2-甲基四氫呋喃催化劑的方法

在審

• 申請號: 201910264902.9
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN110180547A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 張雅靜;王子;王羅瀾;喬宜揚
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J21/08;C07D307/06;B01J32/00
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

2?甲基呋喃液相加氫制備2?甲基四氫呋喃催化劑的方法，涉及一種制備催化劑的方法，包括：稱取硅溶膠，取冰乙酸逐滴滴入硅溶膠中，取氧氯化鋯（ZrOCI₂·8H₂O）溶于去離子水中，取氨水逐滴滴入ZrOCI₂·8H₂O溶液中。把兩種沉淀物混合、攪拌、于80℃下老化12 h，然后將沉淀過濾、洗滌、焙燒即可得到ZrO₂?SiO₂載體；催化劑的制備：準確稱取ZrO₂?SiO₂固體粉末作為載體，取可溶鎳鹽和其他金屬的可溶性鹽溶于水中，作為浸漬液，將載體浸入過量的浸漬液中，緩慢攪拌并充分靜置，待吸附平衡后，瀝去過剩溶液，干燥，最后焙燒使其充分活化，制得NiO/ZrO₂?SiO₂催化劑成品。其中NiO的質量百分比為30%，金屬助劑的質量百分比為0.2%?8%。本發明采用活性組分為非貴金屬Ni，載體是ZrO₂?SiO_2,大大提高了催化劑活性、選擇性及穩定性。

技術領域

本發明涉及一種制備催化劑的方法，特別是涉及一種2-甲基呋喃液相加氫制備2-甲基四氫呋喃催化劑的方法。

背景技術

2-甲基四氫呋喃是一種重要的生物汽油燃料、化學中間體以及高端環保溶劑。作為生物汽油燃料，2-甲基四氫呋喃可代替部分汽油作為汽車燃料添加劑，能與汽油以任意比例互溶，同時具有優異的氧化和蒸汽壓等性能。研究表明其在汽油中的比例可超過60％的體積量，且對發動機性能不會造成任何影響，汽車耗油量也不會增加，以其作為汽油添加劑，可具有更高的經濟價值。此外，2-甲基四氫呋喃還可作為乙醇的輔溶劑，可降低乙醇的氣壓，提高混合比，尾氣排放比現有燃料乙醇低45～50％，是新型“混合燃料發動機”必備的燃料組分。作為化學中間體，2-甲基四氫呋喃主要用作合成藥物磷酸氯喹、磷酸伯氨喹等，在合成抗病癥藥的醫藥工業中起到重要作用。作為環保溶劑，2-甲基四氫呋喃沸點適中(80.2℃)，熔點較低，易與水分離，同時具有與四氫呋喃相似的路易斯堿性等多種優良特性。因此，2-甲基四氫呋喃可以應用在格氏反應、Reformatsky反應、鋰化反應、偶聯反應以及兩相反應中。

目前國內外研究2-甲基四氫呋喃的制備有多種方法，根據使用原料的不同可分為幾大類，分別是以二元醇為原料、以內酯為原料、以乙酰丙酸為原料和以糠醛為原料。二醇法通常以2-甲基-1,4-丁二醇為原料經過分子內脫水制得2-甲基四氫呋喃，但2-甲基-1,4-丁二醇價格貴，難實現工業化；內酯法是在SiHCl₃存在下，用γ-rays或紫外光照射內酯，得2-甲基四氫呋喃，此方法反應條件苛刻，易造成金屬污染；對于乙酰丙酸法，采用的催化劑通常為包含Pt或Pd的貴金屬催化劑，導致生產成本較高；而糠醛法因其原料易得而引起廣泛研究，但糠醛法的第二步加氫反應主要以貴重金屬作為催化劑，且是在高壓條件下進行，這不利于降低工業生產成本。

林濤等用浸漬法分別制備了Pd/C, Pt/C和Ru/C貴金屬催化劑，均用于催化2-甲基呋喃氣相加氫制2-甲基四氫呋喃的反應。在反應溫度為100℃，反應壓力為3.0 MPa，質量空速為0.48 h^-1及H₂/喃為20條件下測試了催化劑的性能，反應持續進行96 h后結果顯示，Pd/C和Ru/C催化劑具有較好的催化活性，且Pd/C催化劑具有較好的穩定性。以上方法制得2-甲基四氫呋喃雖均保持較好的活性、選擇性和穩定性，但同樣存在一些弊端如反應為液相反應無法連續進行、催化劑中含有貴金屬以及反應在高壓下進行造成生產成本增加，這些因素均導致其無法工業化應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種2-甲基呋喃液相加氫制備2-甲基四氫呋喃催化劑的方法，本發明采用非貴金屬Ni為活性組分，且反應在較溫和的條件下進行，從而減少了生產成本，適宜大規模生產；同時該方法制備的催化劑具有較好的活性、選擇性和穩定性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：