改性γ-氧化铝催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃
2021-08-13谢优雅,王新红,郑玺,周焕文
谢 优 雅, 王 新 红, 郑 玺, 周 焕 文
( 1.大连工业大学 纺织与材料工程学院, 辽宁 大连 116034;2.中国科学院大连化学物理研究所, 辽宁 大连 116023;3.大连瑞克科技有限公司, 辽宁 大连 116052 )
0 引 言
四氢呋喃(THF)被广泛用于精细化工、石油化工、医用高分子、纺织、汽车等领域,其中25%左右被用作高分子聚合物反应的溶剂[1-3],或在内燃机等动力机械上作为燃料使用[4],60%~70%被用于生产聚四氢呋喃(PTMEG),PTMEG具有耐磨性好、柔软性高等优良性能,可用于制造氨纶、聚氨酯弹性体和聚醚弹性体[5-6]。
目前工业上制备四氢呋喃的方法主要有糠醛法[7]、1,4-丁二醇法(BDO法)和顺酐法[8]。糠醛法和顺酐法的工艺较为复杂,1,4-丁二醇法工艺简单,而且副产品少,收率高,设备投资少[9]。1,4-丁二醇法可分为气相法和液相法,气相法有利于制备多元产品,催化剂多采用硅胶、分子筛[10],1,4-丁二醇转化率可高达99%,但反应设备比较复杂,反应能耗高,前期投资高。液相1,4-丁二醇法制备四氢呋喃的催化剂多采用浓硫酸[11-12]、离子交换树脂[13-15]、杂多酸[16-18]等。浓硫酸对设备有腐蚀性且产物难分离;树脂类催化剂低温催化效果好,但不耐高温,而且投资成本高;杂多酸催化剂易溶于极性溶剂,活性组分易流失而难以回收,比表面积低,不利于发挥杂多酸的优点。
为解决浓硫酸的污染和树脂类不耐高温等问题,目前工业上采用固体催化剂催化1,4-丁二醇脱水反应。固体催化剂稳定性好、催化活性高,还可回收反复利用,对环境危害性小。γ-Al2O3(又称活性氧化铝)不溶于水,具有强吸附性,分散程度高,比表面积大,机械强度高且表面存在不同性质的酸性中心,因此γ-Al2O3是工业应用前景较好的脱水催化剂,作为经济型催化剂或者催化剂载体在石油化工领域获得广泛应用[19]。……
