专利名称：一种糠醛液相加氢制备糠醇的设备及工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种制备糠醇的设备及エ艺，属于有机合成技术领域。
背景技术：
糠醇是是ー种重要的有机化工原料。主要用于生产糠醛树脂、呋喃树脂、糠醇-尿醛树脂、酚醛树脂等。也用于制备果酸、增塑剂、溶剂和火箭燃料等。另外，在染料、合成纤维、橡胶、农药和鋳造等エ业部门也有广泛的用途。 目前，糠醇的エ业生产基本都是采用糠醛液相加氢的制备エ艺，所使用的催化剂都是300目左右的微细粉末。该催化剂与糠醛充分混合后同氢气一起从管式反应器的底部进入，反应完毕，催化剂与产物从反应器的顶部流出。最終合成液中的催化剂经自然沉降或过滤形成废催化剂。该エ艺以糠醛与氢气为原料在负载催化剂存在下连续制备糠醇，其反应方程式为
《V-CHO + H - 《'^r-CH2OH中国专利CN101353335A的糠醛液相加氢制备糠醇的方法采用ー个全混流反应器与多个平推流反应器串联エ艺，其所使用的是传统的微细粉末催化剂，因此不可避免存在催化剂与原料消耗高等弊端。另外虽然中国专利CN1978051A、CN101423505A、CN1256965A等采用糠醛气相加氢制备糠醇的方法，该エ艺无需涉及催化剂分离，但这种エ艺无论装置效率以及催化剂活性等方面较液相法都具有一定的劣势。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术不足而提供一种糠醛液相加氢制备糠醇的设备及エ艺，该种エ艺既催化效率高、转化率高，又不用分离催化剂。本发明采取的技术方案为一种糠醛液相加氢制备糠醇的设备，包括带夹套的管式反应器，夹套内通有冷却介质，管式反应器内装有至少一段负载型颗粒催化剂块体，管式反应器出ロ与合成液储罐相连。所述的负载型颗粒催化剂块体优选圆柱形或球形。当有多段负载型颗粒催化剂块体时，负载型颗粒催化剂块体间留有间隙。用上述设备进行糠醛液相加氢制备糠醇的エ艺，将糠醛、氢气在100 180°C温度下预热，然后从管式反应器底部连续通入，反应器夹套内通入冷却水，并调节冷却水的流量，使反应温度恒定在180 250°C，在负载型颗粒催化剂催化下，反应的停留时间在10 90分钟，氢气的通入量保证反应压カ为2. O 10. OMPa0所述的负载型颗粒催化剂块体为负载Y氧化铝的铜硅型催化剂，其质量百分比组成为Cu 20 60%，Si 0 10%，O :20 50%，C :0 20%，Al 20 60%。负载Y氧化铝的铜硅型催化剂的制备采用共沉淀法，方法为按上述比例，计算出制备一定量的催化剂所需的硝酸铜与硅酸钠的质量，分别溶于氨水与水(氨水、水的用量至完全溶解即可)中，再加入经球磨粉碎处理的载体Al2O3中充分搅拌后，用稀硝酸调节pH至6. O左右，再经沉淀、室温老化20-25h、过滤、洗涤、30-80°C干燥1_5小时、研磨、挤条成型、800°C焙烧1-2小时，最后得到负载Y氧化铝的颗粒型铜硅型催化剂。所述的负载型颗粒催化剂与反应物糠醛的流量空速(即体积与流量的比例)约为
O. 2 Ih 1O本发明采用以糠醛、氢气为原料，在管式反应器中内置负载型固体颗粒催化剂连续制备糠醇。同现有エ艺相比，直接采用反应器内置的负载型固体颗 粒催化剂代替传统的糠醇细粉催化剂，大大降低了催化剂的消耗，避免了传统细粉催化剂难分离问题，同时产品糠醇收率高与品质好。
图I是本发明的エ艺设备结构示意图；其中，I.管式反应器，2.夹套，3.负载型颗粒催化剂块体，4.合成液贮罐。
具体实施例方式下面结合实施例进ー步说明本发明的实现过程，本实施例是为了更好地理解本发明，而不能限制本发明。实施例I在一根の300臟，长IOm的带夹套的管式反应器I中，内置三段负载型固体颗粒催化剂块体3，夹套2内通有冷却水，管式反应器I出口与合成液贮罐4相连。其中所使用的催化剂为Φ5πιπι黒褐色圆柱体形状，负载Y氧化铝的铜硅型催化剂，其质量百分比组成为Cu 24%, Si :4%，O 34%, Al :38%，堆积密度 I. 2Kg/L。将事先预热的糠醛、氢气连续从反应器底部加入，反应器夹套内通入冷却水，并调节冷却水的流量，使反应温度基本恒定在180±10°C，氢气的通入量保证反应压カ为6. OMPa0反应物糠醛针对负载型颗粒催化剂体积的流量空速为O. 51Γ1。最終分析反应液组成为轻组分O. 58% (主要为2-甲基呋喃)、糠醛I. 17%、糠醇
95.62%、四氢糠醇O. 12%,5-甲基糠醇O. 09%。反应液中催化剂固体颗粒含量仅O. 012%。实施例2在一根の300臟，长IOm的带夹套的管式反应器I中，内置三段负载型固体颗粒催化剂块体3，夹套2内通有冷却水，管式反应器I出口与合成液贮罐4相连。其中所使用的催化剂为Φ5πιπι黒褐色圆柱体形状，负载Y氧化铝的铜硅型催化剂，其质量百分比组成为Cu 24%, Si :4%，O 34%, Al :38%，堆积密度 I. 2Kg/L。将事先预热的糠醛、氢气连续从反应器底部加入，反应器夹套内通入冷却水，并调节冷却水的流量，使反应温度基本恒定在200±10°C，氢气的通入量保证反应压カ为6. OMPa0反应物糠醛针对负载型颗粒催化剂体积的流量空速为O. 51Γ1。最終分析反应液组成为轻组分O. 81% (主要为2-甲基呋喃)、糠醛O. 16%、糠醇97. 04%、四氢糠醇O. 25%,5-甲基糠醇O. 17%。反应液中催化剂固体颗粒含量仅O. 013%。实施例3在一根の300臟，长IOm的带夹套的管式反应器I中，内置三段负载型固体颗粒催化剂块体3，夹套2内通有冷却水，管式反应器I出口与合成液贮罐4相连。其中所使用的催化剂为Φ5πιπι黒褐色圆柱体形状，负载Y氧化铝的铜硅型催化剂，其质量百分比组成为Cu 24%, Si :4%，O 34%, Al :38%，堆积密度 I. 2Kg/L。将事先预热的糠醛、氢气连续从反应器底部加入，反应器夹套内通入冷却水，并调节冷却水的流量，使反应温度基本恒定在220±10°C，氢气的通入量保证反应压カ为6. OMPa0反应物糠醛针对负载型颗粒催化剂体积的 流量空速为O. 51Γ1。最終分析反应液组成为轻组分I. 47% (主要为2-甲基呋喃)、糠醛O. 03%、糠醇
96.46%、四氢糠醇O. 37%,5-甲基糠醇O. 18%。反应液中催化剂固体颗粒含量仅O. 017%。比较例I在一根Φ300πιπι，长IOm的带夹套的管式反应器中，将事先预热的糠醛、催化剂混合均匀后连续从反应器底部加入，氢气连续从反应器底部通入，所使用的催化剂为常规的300目铜硅细粉催化剂。反应器夹套内通入冷却水，并调节冷却水的流量，使反应温度基本恒定在200±10°C，氢气的通入量保证反应压カ为6. OMPa0糠醛的流量针对反应器体积的流量空速为2h'最終分析反应液组成为轻组分I. 67% (主要为2-甲基呋喃)、糠醛O. 08%、糠醇95. 74%、四氢糠醇O. 46%,5-甲基糠醇O. 17%。反应液中催化剂固体颗粒含量为O. 42%。
权利要求
1.一种糠醛液相加氢制备糠醇的设备，其特征是，包括带夹套的管式反应器，夹套内通有冷却介质，管式反应器内装有至少一段负载型颗粒催化剂块体，管式反应器出口与合成液储罐相连。
2.根据权利要求I所述的ー种糠醛液相加氢制备糠醇的设备，其特征是，所述的负载型颗粒催化剂块体为圆柱形或球形。
3.根据权利要求I所述的ー种糠醛液相加氢制备糠醇的设备，其特征是，当有多段负载型颗粒催化剂块体时，负载型颗粒催化剂块体间留有间隙。
4.用权利要求I、2或3所述的设备进行糠醛液相加氢制备糠醇的エ艺，其特征是，将糠醛、氢气在100 180°C温度下预热，然后从管式反应器底部连续通入，反应器夹套内通入冷却水，并调节冷却水的流量，使反应温度恒定在180 250°C，在负载型颗粒催化剂催化下，反应的停留时间在10 90分钟,氢气的通入量保证反应压カ为2. O 10. OMPa0
5.根据权利要求4所述的糠醛液相加氢制备糠醇的エ艺，其特征是，所述的负载型颗粒催化剂块体为负载Y氧化铝的铜硅型催化剂，其质量百分比组成为Cu :20 60%，Si O 10%，O :20 50%，C :0 20%，Al :20 60%。
6.根据权利要求4所述的糠醛液相加氢制备糠醇的エ艺，其特征是，所述的负载型颗粒催化剂与反应物糠醛的流量空速约为O. 2 Ih-I。
全文摘要
本发明涉及一种糠醛液相加氢制备糠醇的设备及工艺，设备包括带夹套的管式反应器，夹套内通有冷却介质，管式反应器内装有至少一段负载型颗粒催化剂块体，管式反应器出口与合成液储罐相连。将糠醛、氢气预热后从管式反应器底部连续通入，使反应温度恒定在180～250℃，在负载型颗粒催化剂催化下，反应的停留时间在10～90分钟，氢气的通入量保证反应压力为2.0～10.0MPa。本发明大大降低了催化剂的消耗，同时也避免了传统细粉催化剂难分离以及产品糠醇收率低与品质差等问题。
文档编号B01J8/04GK102688726SQ20121017231
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者刘付国, 刘占杰, 化文朝, 王运生, 虞海军 申请人:山东一诺生化科技有限公司