Способ получения меднохромбариевого катализатора для гидрирования фурфурола

Способ получения меднохромбариевого катализатора для гидрирования фурфурола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается катилитической 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 меднохромбариевого 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 В 01 3 37/04 23 86

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4014915/23-04 (22) 29.11.85 (46) 15,11.87 ° Бюл. № 42 (7 1) Кировский биохимический завод (72) В,И.Сушкова, А.В.Баранова, Н.Г.Поспелова, А.П.Ковальчук, А.Г.Демин и Н.Н.Ржаников (53) 66.097.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 222332, кл. В 01 J 37/04, 1967.

Патент ФРГ ¹ 3007139, кл. В 01 J 23/86, опублик. 1980.

Пусковой регламент № 11319 на производство фурфурилового спирта на непрерывно действующей импортной установке (ВНР) производительностью

10000 т в год. Главное управление микробиологической промышленности при Совете Министров СССР, ВПО,. Союзгидролизпром, Киров, 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДНОХРОМБАРИЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ

ФУРФУРОЛА (57) Изобретение касается катилитической 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 ВаСО с поддержанием с .помощью водного аммиака рН среды

7-7,7 и выдерживанием смеси в течение 5-7 ч. Полученный осадок меднохромбариевого КТ отделяют и полученный фильтрат возвращают в цикл для приготовления раствора CrO ° 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 98,4Х.

Способ позволяет сократить время приготовления КТ в 2 раза, а также число С 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.

1 135

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 использования водных стоков.

Пример 1. Растворяют 24,5 г

Cr0 в 392 смз воды при t=70 С. В

3 раствор хромового ангидрида добавляют 24,36 г основной углекислой меди (ОУМ) и 4,82 г ВаСО>, а также 25%ный раствор Nkl,OÍ, поддерживая рН 7,0.

Молярное соотношение основной углекислой меди, карбоната бария и хромового 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 ",60 С в течение

16 ч. Выход осадка 41,7 r или 78 от теоретически возможного. Затем осадок прокаливают при 300 С в течение 1 ч и испытывают на активность.

Активность катализатора 98,4 .

II р и м е р 2, Растворяют 19,2 r Cr0> в 166 см- фильтрата, полученного аналогично примеру 1 и содержащего

16,61 г/л Cr или 5,3 r CrO, и добавляют 126 см воды при 70 С. Общее количество хромового ангидрида составляет 24,5 r. Остальные операции аналогичны примеру 1. Молярное соотношение солей 0,45:О, 1: 1. Выход абсолютно сухого осадка 38,4. r или

72% от теоретически возможного.

Пример 3. Растворяют 15,2 r

CrO в 199 см фильтрата, полученного аналогично примеру 2 и содержащего 24,2 г/л Cr 6 или 9,3 г Cr0 и добавляют 93 смз при 70 С. Общее количество хромового ангидрида составляет 24,5 г. Остальные операции аналогичны примеру 1. Соотношение солей 0,45:0, 1: 1. Выход абсолютно сухого осадка 40,1 г или 75 от теоретически возможного. Активность катализатора 98,4 .

П .р и м е р 4. Растворяют 16,1 г

CrO з в 163 см фильтрата, полученного в результате шесч oro приготов= ления на фильтрате, содержащего

26,8 г Cr+6 или 8,4 r CrO» и до1652 бавляют 93 смз воды при 70 С. Общее количество хромового ангидрида сос50

Формула изобретения

Способ получения меднохромбариевого катализатора для гидрирования фурфурола путем смешивания основного карбоната меди с водным раствором хромового ангидрида и карбонатам бария с добавлением водного раствора аммиака, последующим отде55 тавляет 24,5 г. Остальные операции аналогичны примеру 1. Соотношение

5 солей O,ч5:0 1:1, Выход абсолютно

I сухого осадка 39,7 r 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 HG хроматографе "Цвет-100". Об активности ка20 тализатора судят цо 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 таб I, 5 дана зависимость полно85 ты осаждения хрома от времени контакта.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить время изготовления катализатора по сравнению

40 с известным катализатором в два раза, а также число операций эа счет одновременного дозирования (вместо трех постадийных смешений реагентов) и создать замкнутый цикл использования

45 воды, что позволяет увеличить полноту использования хрома и меди и пред.отвратить загрязнение окружающей среды.

3 135165 лением фильтрата от образовавшегося осадка, сушкой последнего и прокаливанием, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, смешивание ведут одновременным до5 бавлением к водному раствору хромового ангидрида основного карбоната меди и карбоната бария при поддержании нейтральной среды с помощью водПоказател

Условия получения катализаторов

Одновременная задача солей и аммиака при рН

Предварительное получение суспензии

ОУЙ в аммиаке и поПредварительная нейтрализация хромовой кислоть аммиаком ача ее в хромовую кислоту

7,0 8,0

7,45 8,0

7,0

7,0 8,0

Объем фильтра,см 206

205

225

212

250 250

202

+6

Cr, г/л 3,89

Полнота

8,65

5,41

4,76

4,32

7,78

2,92 осаждения хрома, % 93,7

84,8

89,4

86,28 92,3

92,4

94,1

Выход осадка, г

48,05 47,95 48,75 47,0 47,9 45,7

47,3

Убыль веса осадка при прокаливании, % 20,0

16,9

21,1

20,4

38,6

45,0 19,7

Таблица 2

Получение катализатора на основе нитратов с полным возвратом фильтрата

Промывные воды, г/л

Фильтрат, г/л

Активность

Возврат фильтрата катализатора, % ФС в гидрогенизате

+6

Cu+

Cu++

0,429

0,716

2,476

О, 104

0,164

0,432

2,160

6,745

9,176

13 160

На воде

94,47

0 6

85 3

0,250

0,441

0,476

0 104

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

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью созда ния замкнутого цикла и увеличения полноты использования хрома, фильтрат возвращают в цикл для приготовления раствора хромового ангидрида.

Т а б л и ц а 1

1351652

Таблица 3

Получение катализаторов на основе нитратов с частичным возвратом фильтрата

Возврат фильтрат

Промывные воды, г/л

Фильтрат, г/л ктивност катализатора, 7.

ФС в рогенизат

16,38

98,33 0,052 0,549

0,043 0,498

12,92

1, 208

0,207

На воде

29,12

42,98

22,02 38,64

0,130 0 534

0,043 0,534

0,026 1 955

98,0

0 026 0 513

0,060 1,662

0,026 1,955

57,82 0,060 1,764

39,02

39,76

32,48

35,24

0 035 0,639

0,034 0,275

Таблица 4

Получение катализаторов на основе карбонатов с замкнутым циклом водоиспользования

Использовано для приготовле ния катализатора

Возврат фильтрата

Получено ухой

rQ3 г

Катализатор

Фильтрат

Фильтрат

Вода, смэ бъем, Cr

+ ,мэ, /л

Объем, смэ

Сг г/л

Выход осадка а.с. от тивыход садка а.с. ность, Ж ФС теоретическ в гидрюре возмож ного, 176

На воде

209

98,47 196

187

196

25 08 107 14, 7 40, 30 75

194

25 „95 100 14,9 40,65 76

22,49 102 15,6 40, 20 75

VI 190

166

II 199

III 191

IV 185

V 192

392 24,5 41,73 78

16,61 126 19,2 38,35 72

24,22 93 15,2 40, 12 75

24,22 101 15,6 40,45 76

16,61

24,22

24,22

25,08

25,95

22,49

26,82

1351652

Продолжение табл. 4

Использовано для приготовл ния катализатора

Получено

Возврат фильтрата ода, Сухой мз CrO г

Фильтрат

Катализ ьтрат

Cr г/л бъем, Сг см г/л од Вых адка осад е

3 бс °.с.

VII 163 26,82 129

16,1 39,70 74

97,91 193.25,95

VIII 189 25,95 103 15,1 40,10 75

198

25,95

Таблица. 5 рН ней трализации

1 .(. 1 4, 1 Т

Темпе ратура, С

Показа тель

6 7

1 2 3 рН7,0 40

10,82 8,22 7,43 6,92 6,49 6,49 6,43

Полнота осаждения хрома 82,6 86,8 88,0 88,8 89,6 89 6.89,6 80

8э25 7э78 6э49 5э50 5э19 5э19 5э19

Полнота осаждения хрома,й 86,7

87э5 89э6 9111 91,7 91,7

91,7

16 0 12 63 11,40 9,95 9,20 9,14 9 ° 14

pH=8,0 40

Содержание

+б

Cr в фильтрате, г/л

Содержание

Сг+ в фильтрате, г,/л

Содержание

Cr+ в фильтрате, г/л еор иче озм ого

1351 652

Продолжение табл.5

Бремя контакта, ч

Полнота фильт рате, г/л 18,60 14,40 12,28

9,84

8,22 8„22

8,22

76,8 79,1

86,8 86,8

86,8

Составитель Т.Белослюдова

Редактор С.Лисина Техред А.Кравчук Корректор А, С бручар

Заказ 5518/7 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного коми" ета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород„ ул, Проектная, рН н трали зации емпе Показа ату- тель

0С осаждения хрома,% 74,2

80 Содержание

+б

Cr в

Полнота осаждения хрома,X 70,1

79,7 81,6 84,0 85,3 85,3 85,3