Катализатор для получения тетрагидрофурфурилового спирта.

(51) 01 23/755 (2011.01) 01 23/745 (2011.01) 01 23/26 (2011.01) 01 21/04 (2011.01) 01 25/00 (2011.01) 07 307/44 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задачей предлагаемого изобретения является разработка активного сплавного никелевого катализатора гидрогенизации фурфурола в ТГФС. Поставленная задача достигается модифицированием - 50-50 сплава добавками железа и хрома в виде феррохрома (ФХ), состоящего из 69 , 30 , остальное - примеси , при следующем соотношении компонентов, мас. никель- 40-49, железо - 0,3-3,0 , хром - 0,69-6,9,алюминий - остальное. Применение феррохрома (ФХ) в качестве модифицирующей добавки к исходному сплаву обеспечивает получение катализатора, который обладает высокой активностью и селективностью в реакции гидрирования фурфурола в ТГФС. Активность и стабильность предлагаемого сплавного никелевого катализатора в 1,3-1,4 раза выше, чем у промышленного - контакта.(72) Халдаров Нартай Ханыбекович Баетов Болат Бажакаевич Халдарова Динара Нартаевна Тунгишбаев Олжас Муратович Халдаров Нурлан Нартаевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕТРАГИДРОФУРФУРИЛОВОГО СПИРТА(57) Настоящее изобретение относится к области производства катализаторов для селективного гидрирования фурфурола в тетрагидрофурфуриловый спирт (ТГФС). Настоящее изобретение относится к области производства катализаторов для селективного гидрирования фурфурола в тетрагидрофурфуриловый спирт (ТГФС). Известны сплавные никелевые катализаторы для гидрирования фурфурола в ТГФС (Патент РК 3638, 1998, 3, МКИ 01 23/72, В 01 25/00, 01 28/02) содержащие, мас. никель 40-49 алюминий 50 титан или ванадий или хром или марганец или железо или кобальта 1,0-10,0. Эти катализаторы селективны и довольно активны, однако большим недостатком является дефицитность и дороговизна входящих в их состав компонентов. Наиболее близким решением к предлагаемому является промышленный сплавной -50 -2,8 катализатор (Лайнер Д.М., Каган Н.М. Физика металлов и металловедение. 1961. т.11,6. с.834836). Однако указанный катализатор обладает низкой активностью в реакции гидрирования фурфурола в ТГФС, кроме того, он не регенерируется и после разового использования выгружается из колонны и направляется на извлечение никеля. Задачей предлагаемого изобретения является разработка активного сплавного никелевого катализатора гидрогенизации фурфурола в ТГФС. Технический результат, который может быть достигнут при использовании предлагаемого изобретения, заключается в получении ТГФС с высокой скоростью гидрирования фурфурола. Поставленная задача достигается модифицированием - 50-50 сплава добавками железа и хрома при следующем соотношении компонентов, мас. никель- 40-49, железо - 0,3-3,0,хром - 0,69-6,9, алюминий - остальное. Модифицирующие добавки железа и хрома вводят в исходный сплав для получения катализатора в виде феррохрома (ФХ), состоящего из 69 , 30 , остальное - примеси . Пример 1. Для приготовления сплава,содержащего мас. -45, -50, ФХ-5,0 (или 3,455 С, 1,497 ), в кварцевый тигель загружают 52 г алюминия в виде кусков размером 35 мм и нагревают в высокочастотной плавильной печи до 1300-1400 С. Далее в расплавленный алюминий вводят 45 г никеля и 5 г ФХ. При 17001800 С расплав выдерживают в течение 5 мин,после чего печь выключают и производят разливку в графитовые изложницы. Сплавы охлаждают на воздухе, размельчают, подвергают выщелачиванию 20-ным водным раствором едкого натра на кипящей водяной бане в течение 2-х часов. Затем катализатор тщательно отмывают водой от щелочи до нейтральной реакции по фенолфталеину. Приготовленный таким образом катализатор используют для гидрирования фурфурола. Аналогично примеру 1 готовят катализаторы с другими соотношениями компонентов в пределах заявляемого. Активность катализаторов испытывают в автоклаве Вишневского объемом 250 см 3 при интенсивном перемешивании. Для гидрирования используют 200 см 3 10-ного водного раствора фурфурола и 0,5 г катализатора. Температура опыта 90 С и давление водорода 4 МПа. Продолжительность эксперимента 60 мин. Продукты гидрирования анализируют методом газожидкостной хроматографии на хроматографе Хром-4. Активность катализаторов определяют по скорости реакции , выраженной в граммах превращенного фурфурола на 1 г катализатора за 1 ч(г/гч). Результаты гидрирования фурфурола на скелетных никелевых (50 А) катализаторах с добавками ФХ приведены в табл. 1. Из данных табл.1 видно, что гидрирование фурфурола на исследуемых никелевых катализаторах осуществляется неселективно с одновременным образованием фурфурилового(ФС),дигидрофурфурилового (ДГФ) спиртов и ТГФС. Максимальный выход промежуточных ФС и ДГФ соответственно равны 39-42 и 3-5. Выход ТГФС зависит от природы и количества модифицирующих добавок в сплавах и достигает 41-47 за 60 мин. гидрирования. Активность модифицированных никелевых(50 А) катализаторов в 1,1-1,4 раза выше, чем на промышленном никель-титановом контакте. Наибольшую активность проявляют катализаторы из сплавов, содержащих 5,0 мас. ФХ. Катализаторы оптимального состава -50 А 5 ФХ были испытаны в стационарном режиме, на чистом фурфуроле без растворителя на проточной установке колонного типа по известной методике(А. Мельдешев. Дис. канд. хим. наук. Москва,МИНГ им. И. М. Губкина, 1991 г. 138 с.). Катализатор готовят следующим образом 195 г измельченного сплава со средним диаметром частиц 3-5 мм, загружают в специальный сосуд. Заливают рассчитанный объем 10-ного раствора едкого натра. Дробленный сплав выщелачивают при комнатной температуре на определенную (3040) глубину, контролируемую газовым счетчиком типа ГСБ-400. Степень удаления алюминия рассчитывают по методике (А.Б.Фасман,Д.В.Сокольский. Структура и физико-химические свойства скелетных катализаторов. Алма-ата Наука,1968. 194 с.)3 Н 2 ОА(ОН)4 1,5 Н 2 После выделения эквивалентного объема водорода катализатор отмывают от щелочи водой до нейтральной реакции по фенолфталеину. Таблица 1 Гидрирование фурфурола на скелетных никелевых (50 А) катализаторах с добавками ФХ Условия 200 см 3 10-ного водного раствора фурфурола 90 С и 4 МПа, 0,5 г катализатора Таблица 2 Непрерывное гидрирование фурфурола (без растворителя) на сплавных никелевых (50 А) катализаторах Степень выщелачивания А, Т, С Затем его загружают в реактор. Перед экспериментом катализатор насыщают водородом при 120 С до полного удаления паров воды. Об активности стационарных катализаторов судят по величине их контактной нагрузки, выраженной в литрах гидрируемого вещества на 1 л катализатора за 1 ч (л/л кат. ч или ч-1), соответствующей 98100 выходу целевых продуктов. Результаты непрерывного гидрирования фурфурола на стационарных никелевых катализаторах приведены в таблице 2. Из данных табл.2 видно, что основным продуктом гидрирования фурфурола на исследуемых катализаторах является ТГФС, выход которого достигает 98-100). Активность и стабильность исследуемых стационарных никелевых катализаторов в 1,3-1,4 раза выше, чем у промышленного контакта. Повышение температуры опыта от 80 до 160 С,давления водорода - в пределах 2-6 МПа, скорости подачи водорода от 10 до 180 ч-1 оказывает положительное влияние на скорость непрерывного гидрирования фурфурола на стационарных никелевых катализаторах. Таким образом, применение феррохрома (ФХ) в качестве модифицирующей добавки к исходному сплаву обеспечивает получение катализатора, который обладает высокой активностью и селективностью в реакции гидрирования фурфурола в ТГФС. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Катализатор для гидрирования фурфурола в тетрагидрофурфуриловый спирт на основе 3 выщелоченного никельалюминиевого сплава,содержащего модифицирующую добавку отличающийся тем, что исходный сплав в качестве модифицирующей добавки содержит железо и хром в виде феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас. Никель Железо Хром Алюминий