[发明专利]一种制备环戊烯的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种制备环戊烯的催化剂，该催化剂为Co、Mo和Al组成的混合金属氧化物或Co、Mo、Al和Si组成的混合金属氧化物；以氧化物质量计，该催化剂中含有1~5wt%的Co、9~18wt%的Mo、65~90wt%Al和0~15 wt%的Si。本发明还公开了该催化剂的制备方法及在2‑甲基呋喃加氢脱氧制备环戊烯中的应用。本发明应用于2‑甲基呋喃加氢脱氧反应制备环戊烯的产率≥85%。

技术领域

本发明涉及环戊烯的生产技术领域，尤其涉及一种制备环戊烯的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

环戊烯是一种重要的精细化工产品的中间体，环戊烯用于聚合物的共聚组分可以改变共聚高分子的弹性。环戊烯与卤化氢加成生成卤代环戊烷是农药的关键中间体，它的多卤代物也被用于农药和医药的生产。近年来，医用消毒液由酚类逐渐被戊二醛取代，而且戊二醛最经济的合成方法是由环戊烯的双氧水氧化制备。此外，以环戊烯为原料生产环戊酮是环戊烯最重要的应用领域。环戊酮可用于生产新型香料二氢茉莉酮酸甲酯、白兰酮及抗焦虑药丁螺环酮等精细化学品，也可用于杀虫剂和除草剂等农药的合成。

工业上石脑油蒸汽裂解制乙烯的过程中副产相当数量的碳五馏份。根据加工工艺和组成，这种碳五馏份可以分为两类：一类是将裂解碳五馏份直接分离得到的碳五馏份，这类碳五馏份中含有约40～60％的异戊二烯、环戊二烯以及间戊二烯等双烯烃，这些双烯烃化学性质活泼，是很多精细化工产品的重要原料，可以采用传统的精馏分离和萃取精馏分离等工艺相结合的手段来进行碳五馏份的分离提纯；第二类是将石脑油蒸汽裂解制乙烯过程中得到的C5～C9馏分，先在Pd/Al₂O₃上进行选择性加氢使其中的双烯烃和炔烃转化为单烯烃，再经过精馏分离得到的碳五馏份，这部分物料可称为加氢碳五馏份。目前加氢碳五馏份主要再经过加氢后成为部分加氢碳五馏份，可从部分加氢碳五馏份中分离得到环戊烯。

美国专利USP6153804介绍了一种以部分加氢裂解汽油为原料，通过精馏分离来生产环戊烷或(和)环戊烯的方法。先从第一个精馏塔的塔顶采出低沸点的碳五馏分，塔釜采出含六个碳或以上的重组分，从侧线采出含有环戊烷和环戊烯至少为40％的馏分，该馏分送入加氢反应器，使烯烃转化为烷烃，加氢产物再送入第二精馏塔，从塔顶分出正戊烷和异戊烷混合物，塔釜液送入第三精馏塔得到环戊烷。或者将含环戊烷和环戊烯至少为40％的馏分直接进行精馏分离得到环戊烯和环戊烷。

美国专利USP6264799提出了一种生产环戊烷或(和)环戊烯的方法。将加氢碳五馏份在第一精馏塔进行精馏，低沸点的碳五馏份从塔顶分离，将塔釜馏分送入第二精馏塔，从塔顶分出环戊烯。

中国专利CN100393676C公开了一种利用石油裂解制乙烯副产品碳五分离得到的粗间戊二烯生产高纯度环戊烯、环戊烷的方法。粗间戊二烯原料在阻聚剂存在下进入萃取塔，从塔顶得到环戊烯、环戊烷混合物料，塔釜为萃取剂和间戊二烯；将所得塔顶物料进入第一精馏塔，塔顶脱除轻组份，塔釜得到环戊烯、环戊烷混合物料；将第一精馏塔塔釜物料进入第二精馏塔，塔顶得到99%以上的环戊烯产品。

中国专利CN106673938B公布了一种由环戊二烯选择性加氢生产环戊烯的方法。将含环戊二烯原料与溶剂混合后作为加氢反应原料，再与氢气混合后连续通过填装有选择性加氢催化剂的固定床反应器；将加氢产物分离出氢气后通入第一精馏塔，塔底采出重组分杂质，塔顶馏出物作为第二精馏塔的进料采出；将步骤第一精馏塔塔顶馏出物通入第二精馏塔，塔底采出环戊烯产品。