2-甲基呋喃的应用与制备

背景及概述^[1]

2-甲基呋喃作为糠醛加氢最重要的产物之一，广泛应用于医药合成，另外，由于其高辛烷值被认为是汽油的代替品。利用生物质原料生产2-甲基呋喃，既能缓解化石能源危机，又符合绿色可持续发展的理念。现有糠醛转化生产2-甲基呋喃所用催化剂为含Cr的Cu基催化剂，虽然2-甲基呋喃的选择性可达95％以上，但是催化剂中Cr离子的存在也会造成环境问题，其应用受到限制。现有不含Cr的负载型Cu-Co双金属催化剂经糠醛液相催化加氢制2-甲基呋喃，优化的催化剂为Cu/Co摩尔比为1：1的Cu-Co/γ-Al2O3，在220℃，4MPa条件下反应4h，2-甲基呋喃的选择性只有78％，且该催化剂易发生积碳失活，重复使用性差。因此，开发可用于糠醛高选择性加氢脱氧制备2-甲基呋喃的新型催化剂及相应的工艺具有重要的研究价值和应用潜力。

应用^[3-4]

2-甲基呋喃是一种重要的有机中间体，在化工、医药、农药、能源领域均有重要的应用。同时，2-甲基呋喃具有较高的辛烷值和比乙醇更高的能量密度，可作为替代汽油的生物燃料。

1）2-甲基呋喃连续加氢生产乙酰正丙醇。混匀后的水、溶剂和2-甲基呋喃的混合物经过计量泵和经过计量后的氢气一块进入反应器中，经过雾化器，保持一定的温度和压力，在雾化状态下在固定床中进行加氢反应，反应液直接出料至气液分离器中，出去的料液为气液混合形式，料液进入气液分离器后，液体部分从气液分离器底部出去，经过二级反应器中和后，进行后续蒸馏、精馏处理；气液分离器上部的氢气经过冷凝器，把反应液中的残留液体进一步冷却留在液相中，不凝的氢气通过返氢管进入氢气压缩机，进行循环使用；进料量通过计量泵控制，出料量通过气液分离器中的液位控制，保持平衡状态。

2）2-甲基呋喃气相加氢制备2-甲基四氢呋喃，涉及一种制备催化剂方法，将可溶性镍盐或镍盐与其他金属溶于水中配成一定浓度的金属盐溶液，其次在上述溶液中加入氨水密封搅拌，待溶液搅拌均匀后加入硅溶胶再次密封搅拌一定的时间，然后将获得的悬浮液在一定的温度下蒸发氨气，调控其pH值达到一定值氨气蒸发完毕，进一步将沉淀洗涤、干燥和焙烧，最后制得NiO/SiO2催化剂；其中NiO的质量百分比为15%-45%，SiO2的质量百分比为55%-85%，金属助剂的质量百分比为0.2%-8%；其中所述的可溶性金属盐均为金属硝酸盐。本发明催化剂制备方法简单易操作且重复性好；制备的催化剂可形成特殊的层状硅酸盐结构，使其保持较好的活性、选择性和稳定性。

制备^[2，5]

方法1：制备2-甲基呋喃的方法，具体是按以下步骤完成的：以磷化镍催化剂作为催化剂，催化糠醛加氢脱氧，得到2-甲基呋喃。具有六边晶系空间结构的Ni2P在其体相结构单元中存在Ni(1)和Ni(2)两种不同的Ni位和P位，其中Ni(1)位具有氢解活性，而Ni(2)位具有加氢活性，使得Ni2P催化剂表面的可以作为糠醛加氢脱氧制备2-甲基呋喃的加氢活性位；同时，Ni2P催化剂表面P-OH基团可以作为酸中心，促进脱氧反应的进行。因此，在Ni2P中金属中心和酸中心P-OH的协同作用下将能够高效催化糠醛选择性加氢脱氧制备2-甲基呋喃。

方法2：糠醛加氢制2-甲基呋喃的方法，具体是按以下步骤完成的：将磷化钴催化剂、糠醛和溶剂置于高压反应釜中，得到混合物料，利用氢气置换高压反应釜中空气，并继续通入氢气，至高压反应釜内压力达到0.5MPa～2.5MPa，在压力为0.5MPa～2.5MPa、温度为180～230℃和氢气气氛下磁力搅拌反应1h～5h，然后冷却至室温，分离出磷化钴催化剂，即得到2-甲基呋喃。

主要参考资料

[1] Cu/ZnO催化糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的研究

[2] CN201710034963.7一种制备2-甲基呋喃的方法

[3] CN201910437697.12-甲基呋喃连续加氢生产乙酰正丙醇的设备和方法

[4] CN201811500771.1一种2-甲基呋喃气相加氢制备2-甲基四氢呋喃催化剂方法[5] CN201910339441.7一种糠醛加氢制2-甲基呋喃的方法