Катализатор для дегидратации пентоз

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору для дегидратации пентоз. С целью увеличения активности катализатор имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:титанилсульфатЗ-4, пентозаЗ-4, хлорофилл 13-14, N, N -метиленбисакриламид 8-9, полиакриламид остальное. Молярное соотношение титанилсульфата и пентозы 1:1. Использование нового катализатора позволяет в 1,5 раза сократить продолжительность гидрирования при небольшом повышении выхода фурфурола. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . - .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4?46712/04 (22) 09.10.89 (46) 07.12.91. Бюл. ЬЬ 45 (71) Ухтинский индустриальный институт (72)Г.П.Потапов и В.И.Крупенский (53) 66.097.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1155600, кл. С 07 D 307/50, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1525155, кл. С 07 D 307/50, 1987. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДЕГИДРАТАЦИИ

REHT03

Изобретение относится к микрогетерогенным катализаторам на полимерных носителях и может быть использовано для получения фурфурола.

Целью изобретения является увеличение активности катализатора за счет содержания нового компонента при определенном соотношении.

Пример 1, Приготовление комплекса титана (iV) с пентозой.

4,9 г TiOSO4 2HzO растворяют в 50-60 сл воды, подкисляют серной. кислотой и доводят объем до 100 мл, после чего в раствор добавляют 3,75 г кислоты. Факт образования комплекса 1:1 подтверждается методами молярных отношений и изомолярных серий.

Пример 2. Приготовление катализатора.

В реактор емкостью 500 см помещают

5 г хлорофилла, который растворяют в 50 сл

„„. Ы„„1695975 А1 (яу В 01 J 31/06, 31l22,С 07 D 307/50 (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору для дегидратации пентоз. С целью увеличения активности катализатор имеет следующее соотношение компонентов, мас, : титанилсульфат 3 — 4, пентоза 3 — 4, хлорофилл 13-14, N, N --метиленбисакриламид 8-9, полиакриламид остальное, Молярное соотношение титанилсульфата и пентозы 1:1. Использование нового катализатора позволяет в 1,5 раза сократить продолжительность гидрирования при небольшом повышении выхода фурфурола. 3 табл. этилового спирта. К спиртовому раствору добавляют 200 мл воды, 30 г акриламида, 3 г N, N -метиленбисакриламида, 5 г персуль1 фата аммония в 50 мл воды. Содержимое реактора перемешивают 10 мин, после чего добавляют 1,5 мл тетраметилэтилендиамина. Сополимеризация протекает при комнатной температуре в течение 5 — 10 мин.

Образовавшийся темно-зеленый полимерный гель разрезают на гранулы и многократно отмывают дистиллированной водой.

Выход сополимера 35 г. Содержание магния

0,4, набухаемость в воде 15 мл воды/г полимера. Для замены иона магния на Tiион (И) к 10 г набухших гранул магнийпорфиринового полимерного геля приливают

20 мл 15;,-ного кислого раствора TiOS04, содержащего 4 г ксилозы. Полимерный гель выдерживают в течение 24 ч с комплексом

TIOS04-ксилоза при комнатной температуре и затем отмывают дистиллированной водой до отрицательной реакции на ион СГ, 1695975

Таблица 1

Получают 12 г катализатора, содержащего 7 мас.% комплекса Ti (IV(- ксилоза, Пример 3. Аналогично примеру 2 получают катализатор, содержащий металлокомплексные центры, связанные с координированной арабинозой. Набухаемость катализатора 13,0 мл воды/г катализатора, содержание комплекса Tl (И)-арабиноза 7,5

MGC.

Пример 4. 1 л 2 -ного раствора ксилозы помещают в автоклав с принудительной циркуляцией, нагревают до 100 С и прокачивают в течение 2 ч через слой катализатора, полученного в примере 2 и взятого в количестве 60 r.Ïoëó÷àêiò 11,8 r фурфурола или 92 от теоретического.

П р и.м е р 5. 1 л 5%-ного раствора арабинозы помещают в автоклав с принудительной циркуляцией, нагревают до 100 С и прокачивают в течение 3 ч через слой катализатора, полученного в примере 3 и взятого в количестве 50 г. Получак>т 29,8 r фурфурола или 93% от теоретического.

Пример ы 6-10. Аналогично примеру

5 проводят дегидратацию арабинозы в присутствии катализатора, содержащего 4, 6. 7, 8 и 10 мас.% комплекса Ti (И)-арабиноэой.

В табл. 1 приведены основные характеристики процесса.

Из приведенных примеров видно, что оптимальным содержанием комплекса Ti (IV) с пентозой в катализаторе является 6-8 мас,%

Пример 11. Аналогично условиям примера 4 используют катализатор, каждый раз промывая его чистой водой. После второго, четвертого, седьмого и десятого использования получают фурфурол с выходом

91; 90, 90, 87 и 82% соответственно.

П р йм е р 12. Аналогично условиям примера 5 проводят многократное испол ьэова we катализатора. После второго, четвертого, седьмого и десятого использования получают фурфурол с выходом 93, 91, 90, 88 и 84 соответственно.

Поскольку сшитый полиакриламид служит матрицей для закрепления каталитических компонентов и не участвует непосредственно в катализе, его точные границы концентрации не играют существенной роли..В связи с этим приводят примеры на гранич5 ные и средние концентрации только каталитически активных ингредиентов.

Зависимость выхода фурфурола от количественного содержания компонентов в катализаторе приведена в табл.2.

10 Условия опытов идентичны условиям примера 4.

Таким образом, оптимальное содержание ингредиентов в катализаторе следующее, мас.%:

15 Титанилсул ьфат 3-4

Пентоза 3-4

Хлорофилл

13-14

N,N -Метиленбисакриламид 8-9

Полиакриламид Остальное

20 В табл.3 приведены сравнительные данные, полученные при использовании предлагаемого и известного катализаторов, Сравнительная характеристика катализатора покаэываег,что использование пред25 лагаемого катализатора позволяет в 1,5 раза сократить продолжительность гидрирования при небольшом повышении выхода фурфурола, что свидетельствует о большей активности предлагаемого катализатора по

30 сравненик, . известным.

Формула изобретения

Катализатор для дегидратации пентоз, содержащий трехмерно сшитый сополимер полиакриламида, N, N -метиленбисакрила1»

35 мида и хлорофилла и соединение титана, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения активности, катализатор в качестве соединения титана содержит комплекс титанилсульфата с пентозой при молярном со-.

40 отношении титанилсульфата и пентозы 1:1 и следующем соотношении компонентов, мас.%:

Титанилсульфат 3 — 4

Пентоза 3-4

45 Хлорофилл 13-14 й, и -метиленбисакриламид 8-9

Полиакрил амид Остальное

1695975

Таблица 2

Таблица 3

* Исходное сырье объемом 1л.

Составитель Т.белослюдова

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор Н.Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4251 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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