[發(fā)明專利]2,5-二甲基呋喃及利用5-羥甲基糠醛加氫制備2,5-二甲基呋喃的方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010010203.4 | 申請(qǐng)日： | 2020-01-06 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111116525B | 公開（公告）日： | 2023-02-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 霍志保;任德章;趙學(xué)雷;姜雪磊;張拿慧 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 上海海洋大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C07D307/36 | 分類號(hào)： | C07D307/36 |
| 代理公司： | 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227 | 代理人： | 胡永宏 |
| 地址： | 201306 上*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 甲基 呋喃 利用 糠醛 加氫 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種2,5?二甲基呋喃及利用5?羥甲基糠醛加氫制備2,5?二甲基呋喃的方法，該方法包括如下步驟：在氮?dú)鈿夥障拢??羥甲基糠醛和催化劑在醇溶劑內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，溫度為200?250℃，時(shí)間為1?7h，反應(yīng)后進(jìn)行固液分離，收集液相產(chǎn)品，經(jīng)純化即可；負(fù)載型銅基催化劑的活性組分為CuO，載體為MgO?ZrO2，醇溶劑中的醇選自甲醇、異丙醇和2?丁醇中的一種以上；本發(fā)明以生物質(zhì)衍生物5?羥甲基糠醛為原料，以負(fù)載型銅基材料為催化劑，使用醇溶劑為氫供體，無需使用貴金屬催化劑和不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)母邏簹錃猓虼耍磻?yīng)條件溫和，反應(yīng)原料為可再生的生物質(zhì)衍生物，進(jìn)一步為可再生生物質(zhì)能源的利用提供了新途徑。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于能源化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種2,5-二甲基呋喃及利用5-羥甲基糠醛加氫制備2,5-二甲基呋喃的方法。
背景技術(shù)
對(duì)煤炭、石油和天然氣這些化石能源的過度依賴和消耗使得人類面臨著嚴(yán)重的能源和環(huán)境危機(jī)。開發(fā)利用如太陽能、風(fēng)能、潮汐能和生物質(zhì)能等可再生的清潔能源備受關(guān)注。生物質(zhì)能源具有低污染、分布廣泛、來源豐富和儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)生物質(zhì)資源的有效利用可以在一定程度上緩解人類對(duì)化石能源的需求。2,5-二甲基呋喃被普遍認(rèn)為是一種很有前途的液體燃料。與乙醇相比，2,5-二甲基呋喃具有低沸點(diǎn)(92℃)，儲(chǔ)存穩(wěn)定，有更高的體積能量密度(31.5kJ cm-3，比乙醇高40％，使其與汽油相比，消耗了它產(chǎn)生的在其生產(chǎn)蒸發(fā)階段乙醇發(fā)酵所需的能量的三分之一)，更高的沸點(diǎn)(92-94，乙醇78℃)，更高的辛烷值(RON＝119)和更低的氧含量(O/C＝0.17)。與此同時(shí)，2,5-二甲基呋喃不溶于水，與乙醇相比，更容易與汽油混合。2,5-二甲基呋喃混合汽油在單缸汽油直噴汽油機(jī)中顯示出了更高效的應(yīng)用。2,5-二甲基呋喃的合成方法有很多種，最常見的方法是2,5-二甲基呋喃通過選擇性的從5-羥甲基糠醛加氫的方法來合成。Cu-Ru/C雙金屬催化劑在雙溶劑萃取條件下，對(duì)可以獲得最高產(chǎn)率(79％)的2,5-二甲基呋喃。而在ZnCl2-Pd/C催化劑條件下，其2,5-二甲基呋喃產(chǎn)率可達(dá)85％。其它如Pd/C、Pd/Fe2O3可以獲得比較高的2,5-二甲基呋喃產(chǎn)率。但是這些方法都需要直接使用氣態(tài)氫氣對(duì)反應(yīng)物5-羥甲基糠醛進(jìn)行加氫反應(yīng)，且使用貴金屬催化劑，增加了運(yùn)行成本，因此開發(fā)使用廉價(jià)綠色的液態(tài)氫供體和廉價(jià)可商業(yè)化的金屬催化劑，對(duì)2,5-二甲基呋喃的生產(chǎn)具有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的首要目的是提供一種利用5-羥甲基糠醛加氫制備2,5-二甲基呋喃的方法。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供上述2,5-二甲基呋喃。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
一種利用5-羥甲基糠醛加氫制備2,5-二甲基呋喃的方法，其包括如下步驟：
在氮?dú)鈿夥障拢?-羥甲基糠醛和催化劑在醇溶劑內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的溫度為200-250℃，反應(yīng)的時(shí)間為1-7h，反應(yīng)后進(jìn)行固液分離，收集液相產(chǎn)品，經(jīng)純化得到2,5-二甲基呋喃。
其中，催化劑為負(fù)載型金屬催化劑，負(fù)載型金屬催化劑為負(fù)載型銅基催化劑，負(fù)載型銅基催化劑為CuO/MgO-ZrO2，即活性組分為CuO，載體為MgO-ZrO2。
進(jìn)一步地，醇溶劑中的醇選自甲醇、異丙醇和2-丁醇中的一種以上。
一種2,5-二甲基呋喃由上述的方法得到。
由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是：
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