Катализатор для декарбонилирования фурфурола в фуран Советский патент 1992 года по МПК B01J23/89 C07D307/36 

Изобретение относится к катализаторам для декарбонилирования фурфурола в фуран.

Известен окисный цинк-хром-марганцевый катализатор для декарбонилирования фурфурола 1. Однако он малопроизводителен, быстро дезактивируется, процесс осуществляют при относительно жестких условиях, что вызывает интенсивное осмоление фурфурола.

Наиболее близким к изобретению является катализатор палладий на угле (КДФ1), состоящий из 96,5% угля марки АРВ, 1,8% Pd и 1,5% Cs 2. Однако указанный катализатор обладает низкой активностью, нестабилен.

Цель изобретения - повышение активности катализатора.

Цель достигается предлагаемым катализатором для декарбонилирования фурфурола в фуран, содержащим 0,8 - 1,2 мас.% палладия, модифицирующую добавку - кобальт или никель - 0,5 - 2,0 мас.% и углеродсодержащий носитель - сибунит - остальное.

Одновременное нанесение палладия, Кобальта или никеля на гранулы (размерами 1 - 2 мм) носителя - сибунита (dnop 150 мкм, Vnop 300 ) проводят методом осаждения из водных растворов хлористого палладия (PdCl2) и азотнокислого кобальта или никеля. Концентрацию нанесенного палладия варьируют от 0,8 до 1,2%, а кобальта или никеля - в пределах 0,5 - 2,0%к массесибунита. После полного осаждения ионов указанных металлов (контролируют визуально по изменению цвета раствора и химическими методами анализа) на носителе катализаторы промывают дистиллированной водой от ионов сРи МОз, сушат в сушильном шкафу при 1 ТО°С в течение 24 ч.

Пример. Для приготовления 40 г модифицированного 1% Pd/сибунит катализатора берут 0,34 г PdCl2, растворяют в 100 мл воды и добавляют 0,68 г NaCI. На магнитной мешалке при 40 - 50°С добиваются полного растворения соли PdCl2. Раствор должен быть прозрачным через 20 мин. Затем вносят 40 г сибунита и при перемешивании вливают раствор ЫазСОз (0,68Ма2СОз + 25 мл Н20). Перемешивают 30 мин, после чего, как раствор станет прозрачным, фильтруют и промывают дистиллированной НаО. Полученный катализатор сушат после отмывки от ионов СГ при 100 - 120°С.

Далее нанесение кобальта или никеля на гранулы (размер 1 - 2 мм) катализаторы 1 % Pd/сибунит проводят методом осаждения из водного раствора азотнокислого кобальта или никеля. После полного осаждения ионов ука,занных металлов (контролируют визуально по изменению цвета раствора и химическими методами анализа) на носителе катализаторы промывают, сушат в сушильном шкафу при 110°С в течение 24 ч.

Аналогично готовят катализаторы с другим содержанием компонентов.

Активность катализаторов Pd/сибунит с добавками кобальта и никеля испытывают на проточной установке для реакции непрерывного декарбониирования фурфурола. Для каждого опыта берут по 40 г катализатора диаметром гранул 1 - 2 мм и свежеперегнанного, предварительно очищенного над оксидом кальция фурфурола. Активацию катализаторов проводят в реакторе при 180°С 1 ч и при 220°С 2 ч в токе водорода. Процесс декарбонилирования начинают со 160°С и постепенно повышают до 380°С. Продукты реакции анализируют на хроматографе ЛХМ-8МД. Активность катализатора выражают в процентах конверсии фурфурола, селективность (в %) - по выходу фурана от превращенного фурфурола; стабильность катализатора - по времени проведения декарбонилирования фурфурола.

Результаты непрерывного декарбонилирования фурфурола на модифицированных добавках кобальта Pd/ сибунит катализаторах представлены в табл. 1. Из нее видно, что катализаторы с добавками кобальта как по активности, так и по стабильности превосходят катализаторы без кобальта и промышленный КДФ-1, Наибольшую активность примерно 99% и стабильность 394 - 407 ч проявляют катализаторы 1 % Pd/сибунит, модифицированные 0,8 - 1,2% Со, выход фурана на которых достигает 97 - 98%.

Аналогично проводят испытания 0,81,2% Pd/сибунит катализаторов, модифицированных добавками никрля в пределах 0,5 - 2,0% к массе сибунита.

Результаты декарбонилирования фурфурола приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что добавка никеля оказывает положительное влияние и на активность и на селективность указанных катализаторов по фурану. Стабильность на 30 - 50 ч выше, чем у непромотированных 1% Pd/сибунит катализаторов.

Формула изобретения

Катализатор для декарбонилирования фурфурола в фуран, содержащий палладий, модифицирующую добавку и углеродсодержащий носитель, отличающийся тем, что с целью повышения активности катализатора, в качестве модифицирующей добавки он содержит кобальт или никель и в качестве углеродсодержащего носителя сибунит при следующем содержании компонентов, мас.%:

Палладий0,8-1,2

Кобальт или никель0,5 - 2,0

НосительОстальное г р оо г оо г СГ ОЛ I О О% I 0 очу г.л 1лг. cMvO от оимл СГ ОЧ ОЧ СГЪ ОЧ ОО со ОО Г 0ч 0ч хО й vO LTV ( СТЧаЧ1ОЧОЧ1 ОЧОЧ| Л0Ч1 ОЧСТЧ 0Ч0ЧОЧ1 СТЧСТЧОО «Ч «SС«Л1Л (ПООCOiriоб lA СЭ о «ч« М«|«1«Ъ«ъммм«« «k OOI - lOOIOOICMt- 1ГЛГЧ1 lOrril-3-T- -

CO СЛ U4 оLAsOCM о CO Гч

i esiiT-cJi--it-cMiootMioooi lA-a- eMrv. ---a- f.r«m

IOOIOOIt- r- lOOIOi- T-i-l

о CMCMOOI- 1ЛООOLPl

, covo 1ли iTi-a- ГОРЛСМ 1 СТЧОЧ1 ОЧОЧ1 04041 СПОЛ1 сгчач O4cri04i 0ч0чсо ичьл сосм .ДОЛчОсмсошоэг --з1лсо-а0о«-ичоч-а

О-Я- и О-СО 0ЧСЧ| -СО - 0404-- - О СТЧ1ЛГ Г ЧГ- 1Г

-з f jrf г чс Чг-э-смог счс оич

cof ON ОО ОО сосм otM еэсдГ: -см tMtMNCM .1 --см смсм смгмЭ -смсм

ОО ОО ОО ОО ОО ОО Оо- ООО

о о I о о I о I

1Л оwKcovo-а-г о р 0Ч1гч о U4 еэсо со JTJT г-о г

см 1Лр. -а- U4 оч - -3-U4CM см-а- см ( о г.е см г- рл см чсм - ем -глсмг-гг1СМ.-слсм0ч -((ч

О ОО ОО ОО ОО ОО ООО ООО co coco СООО coco coo coco COJTCO CO-q-CO (чОс 1«лОсмгоОсмс ОсМс чОсмглс чОсМР « О I u I I u r I u I I u I I 1. I I u I -I I I- I 1 I u

о о о о о ОО ООС ООО ООО ОООО ОООО о СО ЬчССО ЬчОСО bvOCO-4- ЬСМСО-Л- cMSr-tMS CMS CMST-cMS cMS - c4e 4SCM v|e«4S

со оч

U4

ч,

о

со

м

о

(v ГЛ хО О t.o о со 1ЛчО чО U ал о CTs ол I a оч П У Л I fMA Ш о oil I о о о I I I I о

eg I

k

I I I I I I I I I

о о о I

а

vO

ц

1 trV in

X П)

а .

so 1 гл 1Л

а

ь

V

к

lOOIOOIOOtOO

CD л

и

X

I

U

ич о

m « а.о

0ч 0ч

со 0ч

VO 0ч

о 0ч S сч о. о

«

л

S X ГС

.

S .

I о

,- о:i

X

з;

2

о

X I- U

а

Z S

SU4 со

«с

5

to

о. I I 1

Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора для декар- бонилирования фурфурола в фуран. Цель - повышение активности катализатора. Для этого катализатор содержит 0,8- 1,2 мас.% палладия, 0,5 - 2 мас.% модифицирующей добавки - кобальта или никеля и углеродсо- держащий носитель - сибунит - остальное. Активность катализатора 99,0 - 99,9% против 96,0% у известного при стабильности на 30 - 50 ч выше известной. 2 табл.