[发明专利]一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂及其制备方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种生产2-甲基呋喃的催化剂，特别是一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂及其制备方法。

(二)背景技术：

2-甲基呋喃是一种有机原料，以它为基础可以合成一系列有机产品，如戊二烯、戊二醇、乙酰丙醇及酮类；它也是良好的溶剂，常用于溶液配合过程；它还是医药中间体，用于制取维生素B1、磷酸氯喹、磷酸伯氨喹等。

目前工业上主要采用糠醛气相催化加氢的方法生产2-甲基呋喃。我国是糠醛生产大国，每年生产约15万吨糠醛，大多数成为廉价的出口原料，所需的2-甲基呋喃则通过进口获得。造成这种现象的主要原因是国内使用的催化剂对2-甲基呋喃的选择性较低。

苏联专利SU941366报道了以CuO—Cr₂O₃/石墨或Al₂O₃为催化剂，进行糠醛气相加氢制2-甲基呋喃。在温度200-300℃，反应压力0.005-0.3MPa，液空0.25-0.5hr^-1条件下，虽然这种条件下2-甲基呋喃收率可达到为90％，但是产生的副产物较多，增加了后处理分离的难度。

中国专利ZL95111759.9，“糠醛气相加氢合成2-甲基呋喃催化剂”公开的催化剂，以Al₂O₃、CuO、Cr₂O₃为主要成分，添加碱金属和碱土金属以及其它元素而成。催化剂组成为CuO 5-15％，Cr₂O₃ 0.5-5％，Al₂O₃ 80-90％，0.001-2％的至少一种碱金属和碱土金属的氧化物，0.01-2％的至少一种P、Bi、Ce、Mo、Zn、Cr、B、Co的氧化物。在230-240℃常压，空速0.25-0.4hr^-1条件下，糠醛转化率为99-100％，2-甲基呋喃收率92.5-94％。该催化剂用于糠醛气相加氢制2-甲基呋喃反应虽然达到了产品收率高，副产物少的目的，但液体空速较低，催化剂组成复杂。

中国专利00120872.1，“用于糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂及其用途”公开的催化剂，由CuO、Cr₂O₃和NiO为主要成分。催化剂组成为CuO 50-53％，Cr₂O₃ 46-49％，NiO 0.2-1.1％。反应温度230-250℃，反应压力小于0.06MPa，糠醛液体空速为0.4-0.5hr^-1，糠醛转化率100％，2一甲基呋喃选择性95-97％。该催化剂可以得到很高的产品收率，但催化剂中含有Cr，对环境污染严重。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂及其制备方法，该催化剂采用新的制备方法，并且组成简单，对环境污染小，达到了人们期望的目的。

本发明的技术方案：一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂，其特征在于催化剂由活性组分CuO、金属氧化物助剂ZnO、载体Al₂O₃混合组成，其中活性组分CuO的重量百分比为18-22％，金属氧化物助剂ZnO的重量百分比为3-7％，载体Al₂O₃的重量百分比为73-77％。

一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法，其特征在于催化剂采用的是碳酸盐共沉淀加微波法，具体步骤如下：

(1)配置溶液：按催化剂各组分的重量比，将活性组分CuO，金属氧化物助剂ZnO，载体A1203对应的硝酸盐配制成浓度为0.1-2M的溶液；

(2)生成沉淀：将配制的溶液加入到Na2C03溶液中，生成沉淀；

(3)洗涤沉淀物：生成的沉淀物经蒸馏水洗涤；

(4)干燥沉淀物：沉淀物在100-110℃干燥4-6小时；

(5)焙烧沉淀物：沉淀物在400-500℃焙烧4-5小时，即制得催化剂氧化态前驱体；

(6)微波处理：将催化剂氧化态前驱体置于微波炉中，经微波处理3-10min后得到催化剂。

本发明的优越性在于：1、该催化剂具有很高的活性和选择性，糠醛转化率可达到100％，2-甲基呋喃选择性也可达到90％以上；2、该催化剂中不含对人体有害的Cr，对环境的污染小。

(四)具体实施方式：