2-甲基四氢呋喃的连续化生产方法技术

本发明专利技术公开了一种2-甲基四氢呋喃的连续化生产方法。该方法包括以下步骤：将气化糠醛与氢气输入第一反应区，进行一次催化加氢反应；将第一反应区输出的气体输入第二反应区内，进行二次催化加氢反应；以及将第二反应区输出的气体冷凝，得到2-甲基四氢呋喃；其中，第一反应区内填装有用于醛基还原的催化剂，第二反应区内填装有用于芳香饱和加氢的催化剂。采用低毒且廉价易得的催化剂在低压或环境压力下由糠醛通过气相连续化反应生产高纯度的2-MeTHF，改变了传统上高压力、高投入及高危险性的工艺，减少了高毒性贵金属催化剂的使用。生产工艺简单、投资低、危险性小且单位时间内糠醛处理量大、产量高，得到的粗产品纯度高、杂质易分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学合成
，具体而言，涉及一种2-甲基四氢呋喃的连续化生产方法。
技术介绍
2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)是一种重要的有机中间体和优良的溶剂，由于它沸点适中(80. 20C )，在水中的溶解度较小，与水分离容易，同时具有与四氢呋喃(THF)相似的路易斯碱性，故可以应用到很多有机金属反应中，目前正作为一种新型溶剂被广泛应用于工业生产中。因2-MeTHF可与汽油以任意比例互溶，具有优异的氧化和蒸汽压等性质，故还可作为汽车燃料添加剂代替部分汽油。研究表明，2-MeTHF在汽油中的比例超过60%时对发动机的性能不会造成任何影响，汽车的耗油量亦不会增多。此外，2-甲基四氢呋喃还是制药 工业的原料，可用于抗痔药磷酸伯氨奎等的合成。糠醛是生产2-MeTHF的起始原料，由玉米穗、甘蔗渣等农副产品经水解和脱水生成，属于可再生原料。与从石油中提取2-MeTHF相比，以糠醛为起始原料合成2-MeTHF的成本更低，更清洁且有利于可持续性发展。目前利用糠醛作为起始原料生产2-MeTHF，要经过两步催化加氢反应，即首先由糠醛经连续气相反应生成2-甲基呋喃(2-MeF)，然后由2-MeF经过高压催化加氢生产得到2-MeTHF ο在由2_MeF催化加氢生产2-MeTHF的反应中，需要在150°C和20 15MPa的压力下，将2-MeF还原为2-MeTHF。在目前工业生产上，上述的路线工艺要经过中间产物2_MeF的分离与精制，尤其是第二步，需要较高的压力，反应条件苛刻，设备投资高。Proskuryakov等人利用糠醒作为起始原料在220°C和160atm的高压爸中直接制备2-MeTHF，其中混合催化剂亚铬酸铜与Raney Ni的比例为I : I，该条件下糠醛直接转化为2-MeTHF的收率很低，甚至不超过42%。现有技术中除了糠醛转化率低外，还存在以下的缺点1)使用液相高压反应生产2-MeTHF的反应压力高、危险性大且需要经过中间产物的分离，造成投资高；2)使用连续气相反应的技术原料处理量非常小或者使用含有高毒性的铬的催化剂。上述的问题导致成本较高都严重影响工艺技术的工业化放大。因此如何解决目前生产2-MeTHF时存在的压力过大、催化剂毒性和成本较高以及须经过中间产物的分离与提纯等不可连续生产的技术问题成为目前研究的热点。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种，该生产方法可以在环境压力或低压下利用无毒催化剂连续化地生产出高纯度的2-甲基四氢呋喃。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种，包括以下步骤将气化糠醛与氢气输入第一反应区，进行一次催化加氢反应；将第一反应区输出的气体输入第二反应区内，进行二次催化加氢反应；以及将第二反应区输出的气体冷凝，得到2-甲基四氢呋喃；其中，第一反应区内填装有用于醛基还原的催化齐U，第二反应区内填装有用于芳香饱和加氢的催化剂。进一步地，在气化糠醛与氢气输入第一反应区之前还包括将气化糠醛与氢气预混合的步骤。进一步地，在二次催化加氢反应之前还包括对第一反应区输出的气体进行换热的步骤。进一步地，用于醛基还原的催化剂为铜基催化剂；用于芳香饱和加氢的催化剂为镍基催化剂。 进一步地，在第一反应区，以用于醛基还原的催化剂为基准，气化糠醛的流量为O. 05 2. 0Kg/(Kg *h),优选为O. I I. OKg/(Kg *h);在第二反应区，以用于芳香饱和加氢的催化剂为基准，气化糠醛的流量为O. 05 2. OKg/(Kg *h)，优选为O. I I. 0Kg/(Kg -h)。进一步地，在第一反应区和第二反应区，氢气流量与气化糠醛流量的摩尔比大于4 I ;优选地，摩尔比为5 : I 100 : I ;更优选地，摩尔比为7 : I 40 : I。进一步地，第一反应区内和/或所述第二反应区内还设置有脱硫催化剂和/或CO转化催化剂。进一步地，通过进料泵将液态糠醛泵入气化室气化得到气化糠醛；将气化糠醛在气化室内与氢气预混合并输入第一加氢固定床反应器，进行一次催化加氢反应；将第一加氢固定床反应器输出的气体输入换热装置进行换热；将换热装置输出气体输入第二加氢固定床反应器，进行二次催化加氢反应；以及将第二加氢固定床反应器输出的气体输入冷凝装置冷凝，得到2-甲基四氢呋喃。进一步地，第一加氢固定床反应器中催化剂床层的热点温度为180°C 300°C，优选为180°C 230°C ;第二加氢固定床反应器中催化剂床层的热点温度为80°C 180°C，优选为 80°C 130°C。进一步地，第一加氢固定床反应器和第二加氢固定床反应器均为管式固定床反应器或列管式固定床反应器。本专利技术采用低毒且廉价易得的催化剂并在低压或环境压力下由糠醛通过气相连续化反应生产出了高纯度的2-MeTHF，改变了传统上生产2-MeTHF需要高压力、高投入及高危险性的工艺，减少了现有技术中对高毒性和高成本催化剂的使用。该生产方法具有投资低、危险性小、单位时间内原料糠醛的处理量大以及产量高和工艺简单等优点，在生产过程中减少了有毒催化剂和高成本贵金属的使用，得到的粗产品中目标产物2-MeTHF的纯度高、杂质易于分离，适合于工业化生产。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图I示出了本专利技术典型实施例中连续化生产2-甲基四氢呋喃工艺流程图。具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。根据本专利技术的一种典型实施方式，包括以下步骤将气化糠醛与氢气输入第一反应区，发生一次催化加氢反应；将第一反应区输出的气体输入第二反应区内，进行二次催化加氢反应；以及将第二反应区输出的气体冷凝，得到2-甲基四氢呋喃；其中，第一反应区内填装有用于醛基还原的催化剂，第二反应区内填装有用于芳香饱和加氢的催化剂。本专利技术采用低毒且廉价易得的催化剂并在低压或环境压力下由糠醛通过气相连续化反应生产出了高纯度的2-MeTHF，改变了传统上生产2-MeTHF需要高压力、高投入及高危险性的工艺，减少了现有技术中对高毒性和高成本催化剂的使用。该生产方法具有投资低、危险性小、单位时间内原料糠醛的处理量大以及产量高和工艺简单等优点，在生产过程中减少了有毒催化剂和高成本贵金属的使用，得到的粗产品中目标产物2-MeTHF的纯度高、杂质易于分离，适合于工业化生产。 根据本专利技术的一种典型实施方式，在气化糠醒与氢气输入第一反应区之前还包括将气化糠醛与氢气预混合的步骤。本专利技术所采用的市售的糠醛为液态原料，通过将液态原料气化使其与气态的氢气充分混合，保证混合气体进入第一反应区后能够在催化剂的作用下充分反应，提高转化率。根据本专利技术的另一种典型实施方式，在二次催化加氢反应之前还包括对第一反应区输出的气体进行换热的步骤。由于糠醛的一次催化加氢反应为剧烈的放热反应，反应后得到的主要成分为2-甲基呋喃和氢气的混合气体，该混合气体的温度较高，如果在此温度下进行二次催化加氢反应会因反应选择性下降造成总收率降低，所以在第一反应区和第二反应区之间通过对2-甲基呋喃和氢气的混合气体进行换热以保证在二次催化加氢反应前具有合适的入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种2？甲基四氢呋喃的连续化生产方法，其特征在于，包括以下步骤：将气化糠醛与氢气输入第一反应区，进行一次催化加氢反应；将所述第一反应区输出的气体输入第二反应区内，进行二次催化加氢反应；以及将所述第二反应区输出的气体冷凝，得到所述2？甲基四氢呋喃；其中，所述第一反应区内填装有用于醛基还原的催化剂，所述第二反应区内填装有用于芳香饱和加氢的催化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪浩，黄平忠，卢江平，张欣，郭效文，孙兴芳，陶建，
申请(专利权)人：凯莱英医药集团天津股份有限公司，凯莱英生命科学技术天津有限公司，天津凯莱英制药有限公司，凯莱英医药化学阜新技术有限公司，吉林凯莱英医药化学有限公司，
类型：发明
国别省市：