Способ получения меднохромбариевого катализатора для гидрирования фурфурола Советский патент 1987 года по МПК B01J37/04 B01J23/86 

GrOg,

Общее

Изобретение относится к способам получения катализаторов, используемых в производстве фурфурилового спирта путем гидрирования фурфурола. Цель изобретения - упрощение способа путем изменения порядка введения реагентов и сокращения числа операций и времени процесса получения катализатора, а также создание замкнутого цикла и увеличения полноты использования хрома путем использо-- вания водных стоков.

Пример 1. Растворяют 24,5 г СгО. в 392 смз воды при . В раствор хромового ангидрида доб.ав- ляют 24,36 г основной углекислой меди (О УМ) и 4,82 г ВаСОд, а также 25% ньш раствор NH.OH, поддерживая рН 7,0 Молярное соотношение основной углекислой меди, карбоната бария и хро- MOBOi o ангидрида составляет соответственно 0,45:0,1:1 Реакционную массу выдерживают в течение 5 ч при перемешивании при 70-80 С, осадок фильтруют и сушат при 160°С в течение 16 ч. Выход осадка 41,7 г или 78% от теоретически возможного. Затем осадок прокаливают при в течение 1 ч и испытываЕот на активность. Активность катализатора 98,4%.

Пример 2. Растворяют 19,2 г CrOg в 166 см фильтрата, полученного аналогично примеру 1 и содержащего 16,61 г/л Сг или 5,3 г CrO.g, и добавляют 126 см воды при 70°С. Общее количество хромового ангидрида составляет 24,5 г. Остальные операции аналогичны примеру 1. Молярное соотношение солей 0,45:0,1:1, Выход абсолютно сухого осадка 38,4. г или 72% от теоретически возможного.

Пример 3. Растворяют 15,2 г СгО о в 199 см фильтрата, полученного аналогично примеру 2 и содержащего 24,2 г/л или 9,3 г и добавляют 93 см при 70°С количество хромового ангидрида составляет 24,5 г. Остальные операции аналогичны примеру 1. Соотнопление солей 0,45:0,1:1. Выход, абсолютно сухого осадка 40,1 г или 75% от теоретически возможного. Активность катализатора. 98,4%.

И .р и м е р 4. Растворяют 16,1 СгО3 в 163 см фильтрата, полученного в результате шестого приготовления на фильтрате, содержащего . 26,8 г Сг или 8,4 г СгОд, и до

5

0

5

0

0

5

0

бавляют 93 см воды при . Общее количество хромового ангидрида составляет 24,5 г. Остальные операции аналогичны примеру 1. Соотношение солей 0,45:0,1:1. Выход абсолютно сухого осадка 39,7 г или 74% от теоретически возможного. Активность катализатора 97,9%. Анализ катализатора на активность проводят во вращающемся автоклаве ЛА-302761.01 (Венгрия). Для гидрирования используют фурфурол технический ГОСТ 10437- 80-120. Условия гидрирования: 170°С, начальное давление 90 атм, навеска катализатора 1,8 г, продолжительность гидрирования 30 мин. Продукт гидрирования анализируют на хроматографе Цвет-100. Об активности катализатора судят по процентному содержанию фурфурилового спирта в продукте.

Обоснование используемого порядка введения реагентов и величины рН реакционной смеси приведены в табл. 1.

В табл. 2-3 показана невозможность осуществления замкнутого цикла производства катализатора на основе нитратов вследствие увеличения растворимости солей при накапливании нитрат-ионов в растворе, тогда как для предлагаемого способа состав фильтрата практически не меняется (см. табл. 4).

В табл. 5 дана зависимость полноты осаждения хрома от времени контакта .

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить время изготовления катализатора по сравнению с известным катализатором в два раза, а также число операций за счет одновременного дозирования (вместо трех постадийных смешений реагентов) и создать замкнутый цикл использования воды, что позволяет увеличить полноту использования хрома и меди и предотвратить загрязнение окружающей среды.

Формула изобретения

1. Способ получения меднохромба- риевого катализатора ддя гидрирования фурфурола путем смепгавания ос- 55 новного карбоната меди с водным раствором хромового ангидрида и карбонатом бария с добавлением водного раствора аммиака, последующим отде 135

лением фильтрата от образовавшегося осадка, сушкой последнего и прокаливанием, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, смешивание ведут одновременным добавлением к водному раствору хромового ангидрида основного карбоната меди и карбоната бария при поддержании нейтральной среды с помощью водОбъем

фильтра,см 206

С/ , г/л 3,89

225 212 250 250 202 205 4,32 2,92 7,78 5,41 8,65 4,76

Таблица 2 Получение катализатора на основе нитратов с полным возвратом фильтрата

5

1652

него раствора аммиака с последующим выдерживанием полученной смеси в течение 5-7 ч.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что , с целью создания замкнутого цикла и увеличения полноты использования хрома, фильтрат возвращают в цикл для приготовления раствора хромового ангидрида.

Таблица

Получение катализаторов на основе нитратов с частичным возвратом

фильтрата

Получение катализаторов на основе карбонатов с замкнутым циклом

водоиспользования

а воде

I166

II199

III191

IV185

V192

VI190

392

16,61126

24,2293

24,22101

25,08107

25,95100

22,49102

24.541,7378 19,238,3572 15,240,1275

15.640,4576

14.740,3075 14,940,6576 15,640,2075

Таблица 3

Таблица 4

98,47

Возврат фильтрата

VII163 26,82 129 16,1 39,70 74

VIII189 25,95 103 15,1 40,10 75

,0 40Содержаниефильтрате, г/л 10,82 8,22 7,43 6,92 6,49 6,49 6,43

.Полнота

осалвдения

хрома 82,6 86,8 88,0 88,8 89,6 89,6 .89,6

80 Содержание

.

фильтрате, п/л 8,25 7,78 6,49 5,50 3,19 5,19 5,19

Полнота осажде- , ния хрома,% 86,7 87,5 89,6 91,1 91,7 91,7 91,7

,0 40 Содержаниефильтрате,

г/л 16,0 12,63 11,40 9,95 9,20 9,14 9,14

Продолжение табл. А

97,91 193 198

25,95 25,95

Таблица 5

1351652

рН нейтрализации

Полнота осажденияхрома,% 74,2 79,7 81,6 84,0 85,3 85,3 85,3

80 Содер18,60 14,40 12,28

Полнота осажденияхрома,% 70,1 76,8 79,1

10

Продолжение табл.5

9,84 8,22 8,22 8,22

84,2 86,8 86,8 86,8

Изобретение касается катилити- ческой химии, в частности получения катализатора (КТ) для гидрирования фурфурола - продукта основного органического синтеза. Цель - упрощение процесса. Последний ведут смешиванием основного карбоната меди с водным раствором СгО. и BaCOj с поддержанием с .помощью водного аммиака рН среды 7-7,7 и выдерживанием смеси в течение 5-7 ч. Полученный осадок медно- хромбариевого КТ отделяют и полученный фильтрат возвращают в цикл для приготовления раствора СгО. Последнее позволяет создать замкнутый цикл и увеличить полноту использования хрома. Испытания КТ в процессе получения фурфурилового спирта (ФС) при гидрировании фурфурола показывают содержание ФС в гидрогенизате до 98,4%. Способ позволяет сократить время приготовления КТ в 2 раза, а также число операций за счет одновременного дозирования (вместо трехпостадийных смешений реагентов) и создать замкнутый цикл использования воды с увеличением полноты использования хрома и меди. 1 з.п. ф-лы, 5 табл. а (Л