一种糠醛气相加氢制糠醇的催化剂及其制备方法和糠醛气相加氢制糠醇的方法技术

本发明专利技术涉及一种糠醛气相加氢制糠醇的催化剂，该催化剂含有氧化铜、氧化铬、碳酸钾和二氧化硅，氧化铜与氧化铬的摩尔比1-5:1，氧化铜与碳酸钾的摩尔比20-80:1，氧化铜与二氧化硅的摩尔比1-20:1，本发明专利技术还涉及糠醛气相加氢制糠醇的催化剂的制备方法，以及该方法制备的催化剂，另外，本发明专利技术还涉及糠醛气相加氢制糠醇的方法，采用本发明专利技术的方法制备的糠醛气相加氢制糠醇的催化剂具有较高活性和选择性，且该催化剂制备方法简单，易于操作，催化剂性能重复性较好，容易实现工业放大应用，在催化剂制备过程中，也不会产生污染环境的废水。

Method of catalyst and its preparation method and gas phase hydrogenation of furfural furfuryl alcohol in a vapor phase hydrogenation of furfural furfuryl alcohol

The invention relates to a catalyst for gas phase hydrogenation of furfural furfuryl alcohol, the catalyst containing copper oxide, chromium oxide, potassium carbonate and silica, copper oxide and chromium oxide, copper oxide and 1-5:1 molar ratio, 20-80:1 molar ratio of potassium carbonate, copper oxide and silica molar ratio 1-20:1, catalyst preparation method of the invention also relates to furfuryl alcohol gas phase hydrogenation of furfural, and the preparation method of the catalyst, in addition, the invention also relates to a method for preparing furfuryl alcohol gas phase hydrogenation of furfural, catalyst prepared by the method of gas phase hydrogenation of furfural furfuryl alcohol preparation agent with high activity and selectivity of the catalyst and the preparation method is simple, easy to operate. The catalyst performance good repeatability, easy realization of industrial application in the preparation process of the catalyst, wastewater will produce environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及糠醇生产领域，具体地，涉及一种糠醛气相加氢制糠醇的催化剂，糠醛气相加氢制糠醇的催化剂的制备方法，以及该方法制备的催化剂，和糠醛气相加氢制糠醇的方法。
技术介绍
糠醇是一种重要的化工原料，糠醇经水解可制得乙酞丙酸，是营养药物果糖酸钙的中间体；以糠醇为原料可制取性能较好的呋喃型树脂、糠醇-脲醛树脂及酚醛树脂等；糠醇又是呋喃树脂、清漆、颜料的良好溶剂和火箭燃料；此外，糠醇在合成纤维、橡胶、农药和铸造工业中也有广泛应用。目前糠醇的生产工艺可分为液相加氢工艺和气相加氢工艺两种，后者安全性高，糠醛纯度高，催化剂使用寿命长，是糠醛加氢生产糠醇工艺的发展趋势。目前糠醛气相加氢生产糠醇的催化剂主要分为铜硅系和铜铬系两类，二者相比，前者存在活性低以及结构稳定性差、寿命短的问题。专利申请CN1107079A公开了一种糠醛气相加氢制取糠醇催化剂，其组成为：CuO30-52％，Cr2O328-53％，CaO5-15％，并添加有Ⅷ族和锌氧化物；专利申请CN1978051A公开了一种糠醛气相加氢制取糠醇催化剂，其组成为：CuO25-55％，Cr2O325-60％，SiO25-9％，以及其它助剂1-6％；专利申请CN102631930A公开了糠醛气相加氢制取糠醇催化剂，其组成为：CuO26-50％，Cr2O322-40％，Al2O30.10-11％，SiO20.10-11％，助剂1-15％。虽然上述催化剂都表现出了较高的糠醛活性和糠醇选择性，但其制备方法均为共沉淀法。共沉淀法制备催化剂一般包括配液、中和、洗涤、过滤、干燥、焙烧，工序多且不易控制，重现性比较差，此外制备过程中还会产生大量污染环境的废水、废气。因此，显著急需一种制备方法较简单的活性和选择性较高且稳定的新型糠醛气相加氢制糠醇的催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中糠醛气相加氢制糠醇的催化剂制备方法较复杂、活性和选择性不稳定的缺陷，提供一种制备方法较简单、制备过程无污染且催化剂活性和选择性较高的糠醛气相加氢制糠醇的催化剂，以及糠醛气相加氢制糠醇的催化剂的制备方法和糠醛气相加氢制糠醇的方法。为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种糠醛气相加氢制糠醇的催化剂，该催化剂含有氧化铜、氧化铬、碳酸钾和二氧化硅，氧化铜与氧化铬的摩尔比1-5:1，氧化铜与碳酸钾的摩尔比20-80:1，氧化铜与二氧化硅的摩尔比1-20:1。另一方面，本专利技术还提供了一种糠醛气相加氢制糠醇的催化剂的制备方法，该方法包括：(1)将氧化铜粉末、氧化铬粉末和硅溶胶的混合物进行研磨；(2)将步骤(1)得到的混合物依次进行干燥、焙烧、压片成型；(3)将步骤(2)得到的成型产物在碳酸钾水溶液中进行浸渍，其中，氧化铜粉末与氧化铬粉末的摩尔比为1-5:1，氧化铜粉末与碳酸钾的摩尔比为20-80:1，氧化铜粉末与硅溶胶中二氧化硅的摩尔比为1-20:1。第三方面，本专利技术还提供了上述方法制备的糠醛气相加氢制糠醇的催化剂。第四方面，本专利技术还提供了一种糠醛气相加氢制糠醇的方法，该方法包括：将上述催化剂还原后用于糠醛气相加氢制糠醇反应，所述反应条件包括：温度为110-150℃，压力为0.2-0.6MPa，液体空速为0.2-1hr-1。采用本专利技术的方法制备的糠醛气相加氢制糠醇的催化剂具有较高活性和选择性，在反应温度为110℃，压力为0.3MPa，液体空速为0.25hr-1的条件下，糠醛转化率为≥95％，糠醇选择性≥96％，且该催化剂制备方法简单，易于操作，催化剂性能重复性较好，容易实现工业放大应用，在催化剂制备过程中，也不会产生污染环境的废水、废气，是一种绿色清洁的生产工艺。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。一方面，本专利技术提供了一种糠醛气相加氢制糠醇的催化剂，该催化剂含有氧化铜、氧化铬、碳酸钾和二氧化硅，氧化铜与氧化铬的摩尔比1-5:1，氧化铜与碳酸钾的摩尔比20-80:1，氧化铜与二氧化硅的摩尔比1-20:1。优选地，氧化铜与氧化铬的摩尔比2.4-3:1，氧化铜与碳酸钾的摩尔比40-60:1，氧化铜与二氧化硅的摩尔比3-5:1，从而能够进一步提高催化剂的活性和选择性。第二方面，本专利技术还提供了一种糠醛气相加氢制糠醇的催化剂的制备方法，该方法包括：(1)将氧化铜粉末、氧化铬粉末和硅溶胶的混合物进行研磨；(2)将步骤(1)得到的混合物依次进行干燥、焙烧、压片成型；(3)将步骤(2)得到的成型产物在碳酸钾水溶液中进行浸渍，其中，氧化铜粉末与氧化铬粉末的摩尔比为1-5:1，氧化铜粉末与碳酸钾的摩尔比为20-80:1，氧化铜粉末与硅溶胶中二氧化硅的摩尔比为1-20:1。根据本专利技术所述的方法，优选地，氧化铜粉末与氧化铬粉末的摩尔比为2.4-3:1，氧化铜粉末与碳酸钾的摩尔比为40-60:1，氧化铜粉末与硅溶胶中二氧化硅的摩尔比为3-5:1，从而能够进一步提高催化剂的活性和选择性。根据本专利技术所述的方法，氧化铜粉末和氧化铬粉末可以为本领域常规的氧化铜粉末和氧化铬粉末，优选地，氧化铜粉末的粒径小于100目，氧化铬粉末的粒径小于100目。本专利技术中，将氧化硅以溶胶的形式加入催化剂中，可以起到骨架支撑作用，可增大催化剂的比表面积和孔道结构，从而提高催化剂的活性和选择性。其中，硅溶胶可以为本领域常规硅溶胶，例如可以为酸性硅溶胶。根据本专利技术所述的方法，所述研磨方式可以为本领域各种研磨方法，优选为球磨，更优选地，所述球磨的条件包括：球料比为5-30：1，转速为100-800转/分，时间为1-48小时，更优选地，球料比为8-15：1，转速为300-500转/分，时间为6-12小时，从而可以使得催化剂中的各组分均匀地混合，进而能够显著提高催化剂的活性和选择性。根据本专利技术所述的方法，步骤(2)中，压片成型可以为本领域常规的压片成型的方法，优选地，所述压片成型的方法包括：将焙烧后的产物中加入0.5-2重量％的石墨进行压片成型，从而能够增加制得的催化剂的强度和润滑性。根据本专利技术所述的方法，步骤(2)中，所述干燥的条件可以为本领域各种干燥条件，例如可以为包括：干燥温度为100-120℃，干燥时间为10-20小时。根据本专利技术所述的方法，步骤(2)中，所述焙烧的条件可以为本领域各种焙烧条件，例如可以包括：焙烧温度为300-400℃，焙烧时间为2-6小时。本专利技术的催化剂中添加有K2CO3，由于K2CO3呈碱性，因此，可以减缓糠醛在反应过程中的聚合，从而有利于提高催化剂的稳定性。本专利技术中，对碳酸钾水溶液的浓度没有特殊的要求，只要使得制得的催化剂中氧化铜与碳酸钾的摩尔比在上述范围内即可。根据本专利技术所述的方法，步骤(3)中，优选地，浸渍条件包括：时间为1-3小时。其中，浸渍的温度为室温。根据本专利技术所述的方法，该方法还可以包括：将浸渍得到的产物进行干燥；优选地，所述干燥的条件包括：干燥温度为100-120℃，干燥时间为10-20小时。本专利技术的制备方法为固相机械和化学的方法，一方面催化剂各组分固体粉末在外力作用下进一步破碎，使得其表面积迅速增加而形成细小粒子,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种糠醛气相加氢制糠醇的催化剂，其特征在于，该催化剂含有氧化铜、氧化铬、碳酸钾和二氧化硅，氧化铜与氧化铬的摩尔比1‑5:1，氧化铜与碳酸钾的摩尔比20‑80:1，氧化铜与二氧化硅的摩尔比1‑20:1。

【技术特征摘要】
1.一种糠醛气相加氢制糠醇的催化剂，其特征在于，该催化剂含有氧化铜、氧化铬、碳酸钾和二氧化硅，氧化铜与氧化铬的摩尔比1-5:1，氧化铜与碳酸钾的摩尔比20-80:1，氧化铜与二氧化硅的摩尔比1-20:1。2.根据权利要求1所述的方法，其中，氧化铜与氧化铬的摩尔比2.4-3:1，氧化铜与碳酸钾的摩尔比40-60:1，氧化铜与二氧化硅的摩尔比3-5:1。3.一种糠醛气相加氢制糠醇的催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)将氧化铜粉末、氧化铬粉末和硅溶胶的混合物进行研磨；(2)将步骤(1)得到的混合物依次进行干燥、焙烧、压片成型；(3)将步骤(2)得到的成型产物在碳酸钾水溶液中进行浸渍，其中，氧化铜粉末与氧化铬粉末的摩尔比为1-5:1，氧化铜粉末与碳酸钾的摩尔比为20-80:1，氧化铜粉末与硅溶胶中二氧化硅的摩尔比为1-20:1。4.根据权利要求3所述的方法，其中，氧化铜粉末与氧化铬粉末的摩尔比为2.4-3:1，氧化铜粉末与碳酸钾的摩尔比为40-60:1，氧化铜粉末与硅溶胶中二氧化硅的摩尔比为3-5:1。5.根据权利要求3所述的方法，其中，氧化铜粉末的粒径小于100目，氧化铬粉末的粒径小于100目，所述硅溶胶为酸性硅溶胶。6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述研磨方式为球磨。7.根据权利要求3-5中任意一项所述的方法，其中，所述球磨的条件包括：球料比为5-30：1，转速为100-80...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯海强，朱跃辉，赵开径，高继东，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11