Катализатор для получения тетрагидрофурфурилового спирта

Изобретение относится к области производства катализаторов и может быть использовано в химической промышленности при получении тетрагидрофурфурилового спирта (ТГФС) путем гидрирования фурфурола.Известны сплавные никелевые катализаторы (Авторефераты докторских диссертаций Ержановой М.С. Алма-Ата, ИОКЭ, 1971, 480 с Бейсекова Т.Б. Москва,МИНГ им. Губкина, 1989 420 с авторефераты канд. диссертаций Зибровой Н.А.,Алма-Ата, ИОКЭ, 1969 Дауренбекова Б.Д. Алма-Ата, 1973) для гидрирования фурфурола проявляющие низкую активность.Наиболее близким по составу к предлагаемому является промышленный Сплавной ЪП - 50 А 1 - 2,8 Тй катализатор, используемый при получении ТГФС путем гидрогенизации фурфурола (Д.И.Лайнер Н.М.Коган. Физика металлов и металловедение. 1961, Т. 11, Не 6, с. 834,836). Однако указанный катализатор обладает низкой активностью.Предлагаемое изобретение решает задачу повышения активности сплавного никелевого катализатора в реакции гидрирования фурфурола в ТГФС. Это достигается путем введения в М 1-А 15 О-50 (мас.) сплав добавок ванадия, хрома, марганца, железа или кобальта в количестве от 1,0 до 10,0 мас. или титана в количестве 3,0-10,0 мас по отношению к никелю.Для приготовления сплава, содержащего, мас. М 1-45, А 1-50 Т 1-50, в кварцевый тигель загружают 52 г алюминия в виде кусков размером 35 мм и нагревают в высокочастотной плавильной печи до 13001400 С. Далее в расплавленный алюминий вводят 45 г никеля, 5,0 г титана. При 17001800 С расплав вь 1 держивают в течение 5 мин, после чего печь выключают и производят разливку в графитовые изложницы. Охлажденные на воздухе сплавы размельчают, просеивают и взятую для приготовления сплавного катализатора навеску выщелачивают 20 нь 1 м водным раствором едкого натра на кипящей водяной бане в течение 2-х часов. Затем выщелоченный сплав тщательно отмывают водой от щелочи до нейтральной реакции по фенолфталеину. Приготовленный таким образом катализатор используют для гидрирования фурфурола.Аналогично примеру 1 готовят все остальные катализаторы.Активность катализаторов испытывают в автоклаве Вишневского емк. 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 дав ление водорода 4 МПа. Продолжительность эксперимента 60 мин. Активностькатализаторов определяют по скорости реакции (Ш), выраженной в граммах превращенного фурфурола на 1 г катализатора за 1 ч (г/г-ч).Оптимальные составы катализаторов испытаны в процессе непрерывного гидрирования фурфурола без растворителя на проточной установке колонного типа по известной методике (Момбеков С.А. Автореферат дис. канд. хим. наук. Алма-Ата ИОКЭ, 1982, 24 с.).Катализатор готовят следующим образом195 г сплава, размельченного до частиц со средним диаметром 35 мм, загружают в специальный сосуд. Заливают рассчитанный объем 1 О-ного водного раствора едкого натра. Дробленный. сплав выщелачивают при комнатной температуре на определенную (3040 Уо) глубину, контролируемую газовым счетчиком типа Г СБ-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.)После выделения соответствующего эквивалентного объема водорода, катализатор тщательно отмывают от щелочи дистиллированной водой до нейтральной реакции по фенолфталеину и затем загружают в реактор, наполненный водой,с тем, чтобы предотвратить дезактивацию кислородом воздуха. Катализатор в реакторе размещают между металлическими сетками, которые служат для его удержания и способствуют более равномерному распределению водорода и субстрата по объему реактора. Перед опытом катализатор в течение 1518 ч насыщают водородом при 120 С до полного удаления паров воды.Первое выщелачивание алюминия (30) проводят вне реактора, в специальном сосуде, а последующие (35) - непосредственно в реакторе 10-ным водным раствором едкого натра при 100 С.Промышленный сплавной никельтитановый катализатор активируют аналогичным образом.Об активности стационарных катализаторов судят по величине их контактной нагрузки, выраженной в литрах гидрируемого вещества на 1 л катализатора за 1 чРезультаты гидрирования фурфурола на сплавных никелевых (50 А 1) катализаторах с добавками Т 1, У, Сг, Мп, Ре, Со приведены в табл. 1. Из данных табл.1 видно, что гидрирование фурфурола на исследуемых никелевых катализаторахМаксимальный выход ФС (4 О 42) на большинстве катализаторов наблюдается на 50 и 60 мин процесса, концентрация ДГФ наибольшая (63) на 2040 мин гидрирования. Выход ТГФС зависит от природы и количества модифицирующих добавок в сплавах и достигает 3546 на 60 мин гидрирования. Наибольшую активность проявляют катализаторы из сплавов, содержащих добавки железа и кобальта.В таблице 2 приведены данные по непрерывному гидрированию фурфурола на стационарных никелевых катализаторах.Непрерывное гидрирование фурфурола (без растворителя) на сплавных никелевых (50 А) катализаторахИз табл. 2 видно, что активность и стабильность исследуемых сплавных никелевых катализаторов в 1213 раза выше, чем у промышленного Ый-Тй катализатора. Основным продуктом гидрирования фурфурола на исследуемых стационарных сплавных никелевых катализаторах является ТГФС, выход которого колеблется в интервале 9681 О 0/о. С ростом давления водорода от 2 до 6 МПа, температуры опыта в интервале 80160 С и скорости подачи водорода от 10 до 180 ч-1 скорость гидрирования фурфурола растет в 1,416 раза. Оптимальными являют ся сплавные Ы 1-5 ОУо А 1-5 Ре, М 1-5 О А 1-5 Со катализаторы.