[发明专利]一种一步法由糠醛加氢制2-甲基四氢呋喃的方法

说明书

一种一步法由糠醛加氢制2‑甲基四氢呋喃的方法。本发明设计了一种用Ni粒子稳定Cu粒子的Cu‑Ni/SiO₂催化剂，催化糠醛一步加氢制备2‑甲基四氢呋喃。本发明采用Cu‑Ni/SiO₂催化，同时具有糠醛加氢制2‑甲基呋喃和2‑甲基呋喃加氢制2‑甲基四氢呋喃活性中心，使糠醛加氢制2‑甲基呋喃和2‑甲基呋喃加氢制2‑甲基四氢呋喃反应在一个反应器上进行，减少工艺流程，降低能耗。所开发的Cu‑Ni/SiO₂催化剂，由于Ni与Cu之间的相互阻隔，活性金属不容易团聚，催化剂寿命长，能稳定运行2000h以上，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种一步法由糠醛加氢制2-甲基四氢呋喃的方法，属于精细化工 技术领域。

背景技术

2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)是一种重要的有机合成中间体及优良的有机溶剂， 广泛用作树脂、天然橡胶、乙基纤维素和氯乙酸-醋酸乙烯共聚物的溶剂；用它 提取脂肪族酸类，要比一般所用的低聚沸点溶剂好；也可作为乙烯衍生物或丁二 烯聚合过程的引发剂，还可以制1,3-戊二烯；在铀的冶炼工业中也相当重要。此 外，2-甲基四氢呋喃还是制药工业的原料，可用于抗痔药磷酸伯氨奎等的合成。

目前，工业上采用两步法生产2-甲基四氢呋喃，以糠醛为原料，在Cu基催 化剂作用下加氢生成2-甲基呋喃，反应收率85～90％。得到的2-甲基呋喃反应液 精馏提纯，得到2-甲基呋喃纯品，在高压釜内，在镍催化剂作用下，在150℃、 15～20MPa压力下，将2-甲基呋喃还原为2-甲基四氢呋喃，收率≥90％(精细有机化工原料及中间体手册，徐克勋主编)。该工艺路线成熟，技术稳定，已实现 大规模生产。两步法生产工艺存在设备要求高，成本投入大，2-甲基四氢呋喃收 率低，经济效益差等缺点。糠醛加氢反应网络如下：

糠醛一步加氢制备2-甲基四氢呋喃是一种连续的生成工艺，能够很好地克服 两步法生产2-甲基四氢呋喃的缺点。专利CN105601592A报道了一种糠醛一步法加氢制备2-甲基四氢呋喃的方法，将Cu/SiO₂催化剂装于反应器上游，Pd/SiO₂催化剂装于反应器下游，反应温度182℃，糠醛转化率100％，2-甲基四氢呋喃 选择性97.1％。但是，贵金属Pd的成本较高，增加了生产成本投入。文献采用非贵金属Co/SiO₂、Ni/Al₂O₃组合催化剂，催化糠醛一步加氢制2-甲基四氢呋喃， 尽管催化剂成本下降，但是，2-甲基四氢呋喃的收率仅为87.3％。

Cu-Ni双金属催化剂，具有高的反应活性和稳定性，专利CN109529946A报 道了以Cu-Ni双金属催化剂，糠醛加氢制四氢糠醇，反应温度50-130℃，氢压 0.1MPa-1.0MPa，条件下，糠醛转化率85％，四氢糠醇选择性51％。糠醛加氢 产物分布很大程度上取决于加氢条件，特别是反应温度。本发明采用Cu-Ni双金 属催化剂，通过反应条件的调控，实现了糠醛一步加氢制备2-甲基四氢呋喃，催 化剂成本低，2-甲基四氢呋喃收率高。

发明内容

针对上述问题，本发明设计了一种用Ni粒子稳定Cu粒子的Cu-Ni/SiO₂催 化剂，催化糠醛一步加氢制备2-甲基四氢呋喃。其中，Cu用于糠醛加氢制2-甲 基呋喃，Ni用于2-甲基呋喃加氢制2-甲基四氢呋喃。Ni的引入起到分隔Cu粒 子，延长催化剂寿命的作用。此外，Cu-Ni/SiO₂催化剂克服了两种加氢催化剂之 间需要精准匹配的问题。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种一步法由糠醛气相加氢制备2-甲基四氢呋喃的方法，包括如 下步骤：