[发明专利]一种环境友好型2-甲基呋喃催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢催化剂及其制备方法，特别是涉及一种环境友好型2-甲基呋喃催化剂及其制备方法。

背景技术

2-甲基呋喃是一种重要的有机化工原料，广泛应用于医药、农药和精细化工等方面。以它为原料可以合成一系列有机化学品，如戊二烯、戊二醇、乙酰丙醇及酮类；在医药行业中，2-甲基呋喃用于制取维生素B₁和抗痢疾药磷酸氯喹、磷酸伯氨喹等。工业上制取2-甲基呋喃都是采用糠醛催化加氢生产，而该过程的关键是开发高性能催化剂。目前工业上使用的催化剂主要是Cu-Cr系催化剂，其价格十分昂贵。苏联专利SU941366报道了已Cu0-Cr₂O₃/石墨或氧化铝为催化剂，在反应温度为200-300℃，反应压力0.005-0.3MPa和液空速0.25-0.5hr^-1时，2-甲基的收率可达到90%，但产生的副产物较多，增加了后处理分离的难度。中国专利CN1145274A以混合法制备了含Cr的氧化物催化剂，其组成为CuO 5%～15%，Cr₂O₃ 0.5%～5%，Al₂O₃ 80%～90%，0.01%～2%的至少一种碱金属和碱土金属氧化物（K₂O、Na₂O、CaO、BaO、MgO，较适宜含量0.5%～1%），0.01%～2%的至少一种选自P、Bi、Ce、Mo、Zn、B、Co的氧化物（较佳范围为0.04%～1%）。在常压、反应温度230～240℃、液空速0.25～0.40 h^–1条件下，小试连续运转1200 h后，糠醛转化率可达99%～100%，2-甲基呋喃选择性达95%以上，收率可达92.5～94%。中国专利 CN00120872.1，“用于糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂及其用途”公开的催化组成为：CuO 50-53%,Cr₂O₃ 46-49%，NiO 0.2-1.1%。在反应温度为230-250℃,反应压力低于0.06MPa，糠醛液空速为0.4-0.5hr-1，糠醛转化率100%。2-甲基呋喃选择性95-97%。这些催化剂均含有极毒的致癌物质Cr，不但在生产中给操作人员带来了伤害，而且在催化剂废弃处理时又造成了严重的环境污染。为此，研究者们都在积极努力开发高效无Cr催化剂。 中国专利 CN 101422731A “一种糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化剂及其制备方法”报道了组分为CuO 18-22%，ZnO 3-7% 以及载体Al₂O₃ 73-77% 的无Cr 催化剂。在反应温度为230度，常压，液空速0.4hr^-1条件下，糠醛转化率为100%。2-甲基呋喃选择性为91%-94%。虽然该催化剂给出了较高的2-甲基呋喃选择性，但催化剂的稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境友好型2-甲基呋喃催化剂及其制备方法，该方法糠醛加氢制备2-甲基呋喃催化剂，其组成简单，且由于不含Cr，克服了现有含Cr工业催化剂前期加工和废催化剂处理对环境的污染。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种环境友好型2-甲基呋喃催化剂，其所述催化剂活性组分CuO质量百分含量为15-50%，氧化铝的含量为40%-80%，氧化硅的质量百分含量为40-80%，助剂Na₂O、K₂O、Sr₂O、CaO、BaO和ZnO的一种或两种的总质量百分含量为0-15%；助剂碱金属或碱土金属为Na、K、Sr、Ca、Ba、Zn中的一种或两种；其中铜为活性组分，碱金属或碱土金属为助剂。

所述的一种环境友好型2-甲基呋喃催化剂，其所述的的铜盐和助剂的硝酸盐在铝溶胶中或硅溶胶中，或硅铝混合溶胶中的浓度为0.1-2mol/l ，沉淀剂溶液浓度为0.1-2mol/l。

所述的一种环境友好型2-甲基呋喃催化剂，其所述的金属铜盐、碱金属或碱土金属盐为相应的可溶性硝酸盐。

一种环境友好型2-甲基呋喃催化剂的制备方法，所述方法包括如下过程：将金属铜盐和碱金属或碱土金属盐溶入铝溶胶或硅溶胶，或硅溶胶和铝溶胶混合溶胶中，然后与沉淀剂反应得到胶体沉淀物，待沉淀完成后，老化1-4小时，经过滤、洗涤、干燥、成型和焙烧，制得催化剂的氧化态前躯体。