專利名稱：一種糠醛液相加氫制備糠醇的設備及工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種制備糠醇的設備及エ藝，屬于有機合成技術領域。
背景技術：
糠醇是是ー種重要的有機化工原料。主要用于生產糠醛樹脂、呋喃樹脂、糠醇-尿醛樹脂、酚醛樹脂等。也用于制備果酸、增塑劑、溶劑和火箭燃料等。另外，在染料、合成纖維、橡膠、農藥和鋳造等エ業部門也有廣泛的用途。 目前，糠醇的エ業生產基本都是采用糠醛液相加氫的制備エ藝，所使用的催化劑都是300目左右的微細粉末。該催化劑與糠醛充分混合后同氫氣一起從管式反應器的底部進入，反應完畢，催化劑與產物從反應器的頂部流出。最終合成液中的催化劑經自然沉降或過濾形成廢催化劑。該エ藝以糠醛與氫氣為原料在負載催化劑存在下連續制備糠醇，其反應方程式為
《V-CHO + H - 《'^r-CH2OH中國專利CN101353335A的糠醛液相加氫制備糠醇的方法采用ー個全混流反應器與多個平推流反應器串聯エ藝，其所使用的是傳統的微細粉末催化劑，因此不可避免存在催化劑與原料消耗高等弊端。另外雖然中國專利CN1978051A、CN101423505A、CN1256965A等采用糠醛氣相加氫制備糠醇的方法，該エ藝無需涉及催化劑分離，但這種エ藝無論裝置效率以及催化劑活性等方面較液相法都具有一定的劣勢。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術不足而提供一種糠醛液相加氫制備糠醇的設備及エ藝，該種エ藝既催化效率高、轉化率高，又不用分離催化劑。本發明采取的技術方案為一種糠醛液相加氫制備糠醇的設備，包括帶夾套的管式反應器，夾套內通有冷卻介質，管式反應器內裝有至少一段負載型顆粒催化劑塊體，管式反應器出ロ與合成液儲罐相連。所述的負載型顆粒催化劑塊體優選圓柱形或球形。當有多段負載型顆粒催化劑塊體時，負載型顆粒催化劑塊體間留有間隙。用上述設備進行糠醛液相加氫制備糠醇的エ藝，將糠醛、氫氣在100 180°C溫度下預熱，然后從管式反應器底部連續通入，反應器夾套內通入冷卻水，并調節冷卻水的流量，使反應溫度恒定在180 250°C，在負載型顆粒催化劑催化下，反應的停留時間在10 90分鐘，氫氣的通入量保證反應壓カ為2. O 10. OMPa0所述的負載型顆粒催化劑塊體為負載Y氧化鋁的銅硅型催化劑，其質量百分比組成為Cu 20 60%，Si 0 10%，O :20 50%，C :0 20%，Al 20 60%。負載Y氧化鋁的銅硅型催化劑的制備采用共沉淀法，方法為按上述比例，計算出制備一定量的催化劑所需的硝酸銅與硅酸鈉的質量，分別溶于氨水與水(氨水、水的用量至完全溶解即可)中，再加入經球磨粉碎處理的載體Al2O3中充分攪拌后，用稀硝酸調節pH至6. O左右，再經沉淀、室溫老化20-25h、過濾、洗滌、30-80°C干燥1_5小時、研磨、擠條成型、800°C焙燒1-2小時，最后得到負載Y氧化鋁的顆粒型銅硅型催化劑。所述的負載型顆粒催化劑與反應物糠醛的流量空速(即體積與流量的比例)約為
O. 2 Ih 1O本發明采用以糠醛、氫氣為原料，在管式反應器中內置負載型固體顆粒催化劑連續制備糠醇。同現有エ藝相比，直接采用反應器內置的負載型固體顆 粒催化劑代替傳統的糠醇細粉催化劑，大大降低了催化劑的消耗，避免了傳統細粉催化劑難分離問題，同時產品糠醇收率高與品質好。
圖I是本發明的エ藝設備結構示意圖；其中，I.管式反應器，2.夾套，3.負載型顆粒催化劑塊體，4.合成液貯罐。
具體實施例方式下面結合實施例進ー步說明本發明的實現過程，本實施例是為了更好地理解本發明，而不能限制本發明。實施例I在一根の300臟，長IOm的帶夾套的管式反應器I中，內置三段負載型固體顆粒催化劑塊體3，夾套2內通有冷卻水，管式反應器I出口與合成液貯罐4相連。其中所使用的催化劑為Φ5πιπι黒褐色圓柱體形狀，負載Y氧化鋁的銅硅型催化劑，其質量百分比組成為Cu 24%, Si :4%，O 34%, Al :38%，堆積密度 I. 2Kg/L。將事先預熱的糠醛、氫氣連續從反應器底部加入，反應器夾套內通入冷卻水，并調節冷卻水的流量，使反應溫度基本恒定在180±10°C，氫氣的通入量保證反應壓カ為6. OMPa0反應物糠醛針對負載型顆粒催化劑體積的流量空速為O. 51Γ1。最終分析反應液組成為輕組分O. 58% (主要為2-甲基呋喃)、糠醛I. 17%、糠醇
95.62%、四氫糠醇O. 12%,5-甲基糠醇O. 09%。反應液中催化劑固體顆粒含量僅O. 012%。實施例2在一根の300臟，長IOm的帶夾套的管式反應器I中，內置三段負載型固體顆粒催化劑塊體3，夾套2內通有冷卻水，管式反應器I出口與合成液貯罐4相連。其中所使用的催化劑為Φ5πιπι黒褐色圓柱體形狀，負載Y氧化鋁的銅硅型催化劑，其質量百分比組成為Cu 24%, Si :4%，O 34%, Al :38%，堆積密度 I. 2Kg/L。將事先預熱的糠醛、氫氣連續從反應器底部加入，反應器夾套內通入冷卻水，并調節冷卻水的流量，使反應溫度基本恒定在200±10°C，氫氣的通入量保證反應壓カ為6. OMPa0反應物糠醛針對負載型顆粒催化劑體積的流量空速為O. 51Γ1。最終分析反應液組成為輕組分O. 81% (主要為2-甲基呋喃)、糠醛O. 16%、糠醇97. 04%、四氫糠醇O. 25%,5-甲基糠醇O. 17%。反應液中催化劑固體顆粒含量僅O. 013%。實施例3在一根の300臟，長IOm的帶夾套的管式反應器I中，內置三段負載型固體顆粒催化劑塊體3，夾套2內通有冷卻水，管式反應器I出口與合成液貯罐4相連。其中所使用的催化劑為Φ5πιπι黒褐色圓柱體形狀，負載Y氧化鋁的銅硅型催化劑，其質量百分比組成為Cu 24%, Si :4%，O 34%, Al :38%，堆積密度 I. 2Kg/L。將事先預熱的糠醛、氫氣連續從反應器底部加入，反應器夾套內通入冷卻水，并調節冷卻水的流量，使反應溫度基本恒定在220±10°C，氫氣的通入量保證反應壓カ為6. OMPa0反應物糠醛針對負載型顆粒催化劑體積的 流量空速為O. 51Γ1。最終分析反應液組成為輕組分I. 47% (主要為2-甲基呋喃)、糠醛O. 03%、糠醇
96.46%、四氫糠醇O. 37%,5-甲基糠醇O. 18%。反應液中催化劑固體顆粒含量僅O. 017%。比較例I在一根Φ300πιπι，長IOm的帶夾套的管式反應器中，將事先預熱的糠醛、催化劑混合均勻后連續從反應器底部加入，氫氣連續從反應器底部通入，所使用的催化劑為常規的300目銅硅細粉催化劑。反應器夾套內通入冷卻水，并調節冷卻水的流量，使反應溫度基本恒定在200±10°C，氫氣的通入量保證反應壓カ為6. OMPa0糠醛的流量針對反應器體積的流量空速為2h'最終分析反應液組成為輕組分I. 67% (主要為2-甲基呋喃)、糠醛O. 08%、糠醇95. 74%、四氫糠醇O. 46%,5-甲基糠醇O. 17%。反應液中催化劑固體顆粒含量為O. 42%。
權利要求
1.一種糠醛液相加氫制備糠醇的設備，其特征是，包括帶夾套的管式反應器，夾套內通有冷卻介質，管式反應器內裝有至少一段負載型顆粒催化劑塊體，管式反應器出口與合成液儲罐相連。
2.根據權利要求I所述的ー種糠醛液相加氫制備糠醇的設備，其特征是，所述的負載型顆粒催化劑塊體為圓柱形或球形。
3.根據權利要求I所述的ー種糠醛液相加氫制備糠醇的設備，其特征是，當有多段負載型顆粒催化劑塊體時，負載型顆粒催化劑塊體間留有間隙。
4.用權利要求I、2或3所述的設備進行糠醛液相加氫制備糠醇的エ藝，其特征是，將糠醛、氫氣在100 180°C溫度下預熱，然后從管式反應器底部連續通入，反應器夾套內通入冷卻水，并調節冷卻水的流量，使反應溫度恒定在180 250°C，在負載型顆粒催化劑催化下，反應的停留時間在10 90分鐘,氫氣的通入量保證反應壓カ為2. O 10. OMPa0
5.根據權利要求4所述的糠醛液相加氫制備糠醇的エ藝，其特征是，所述的負載型顆粒催化劑塊體為負載Y氧化鋁的銅硅型催化劑，其質量百分比組成為Cu :20 60%，Si O 10%，O :20 50%，C :0 20%，Al :20 60%。
6.根據權利要求4所述的糠醛液相加氫制備糠醇的エ藝，其特征是，所述的負載型顆粒催化劑與反應物糠醛的流量空速約為O. 2 Ih-I。
全文摘要
本發明涉及一種糠醛液相加氫制備糠醇的設備及工藝，設備包括帶夾套的管式反應器，夾套內通有冷卻介質，管式反應器內裝有至少一段負載型顆粒催化劑塊體，管式反應器出口與合成液儲罐相連。將糠醛、氫氣預熱后從管式反應器底部連續通入，使反應溫度恒定在180～250℃，在負載型顆粒催化劑催化下，反應的停留時間在10～90分鐘，氫氣的通入量保證反應壓力為2.0～10.0MPa。本發明大大降低了催化劑的消耗，同時也避免了傳統細粉催化劑難分離以及產品糠醇收率低與品質差等問題。
文檔編號B01J8/04GK102688726SQ20121017231
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月30日 優先權日2012年5月30日
發明者劉付國, 劉占杰, 化文朝, 王運生, 虞海軍 申請人:山東一諾生化科技有限公司