[發(fā)明專利]乙酸與乙醇兩段法制備酮類化合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710769423.3
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN109422630B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王峰;王業(yè)紅;張健;張志鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: C07C45/00
• 分類號: C07C45/00;C07C49/08;C07C49/04;B01J23/10;B01J23/14;B01J37/08;B01J37/03;B01J37/10;B01J37/02;C01F17/235;C01F17/10;C01G19/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明涉及一種制備酮類化合物的方法，該反應(yīng)在兩段固定床反應(yīng)器中常壓下進(jìn)行，第一段催化劑為CeO₂，反應(yīng)溫度為300～450℃，原料為乙酸，其進(jìn)料質(zhì)量空速為：0.1～1.0h^?1。乙酸通過第一段的酮基化反應(yīng)后生成丙酮，進(jìn)入第二段反應(yīng)。第二段催化劑為CeO₂?SnO₂，反應(yīng)溫度為350～450℃，原料為乙醇，其進(jìn)料質(zhì)量空速為：0.1～1.0h^?1。第二段通過脫氫以及Aldol縮合反應(yīng)，制備2?戊酮與4?庚酮。該方法的特征是：以CeO₂以及鈰基復(fù)合氧化物為催化劑，催化劑制備簡單，有很好的穩(wěn)定性，且高效催化乙酸與乙醇兩段法生成酮類化合物，轉(zhuǎn)化率高達(dá)35％(基于總碳數(shù))，酮類化合物的總選擇性可達(dá)到99％，其中2?戊酮選擇性為85％，4?庚酮為15％；該過程以乙酸與乙醇為原料，具有廣泛的原料來源，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備酮類化合物的方法，具體涉及以乙酸與乙醇作為反應(yīng)物，利用串聯(lián)反應(yīng)兩段法制備酮類化合物的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界，隨著工業(yè)的發(fā)展，化石燃料的消耗逐年增加，由于其不可再生性，已經(jīng)面臨資源枯竭的可能。因此，作為可再生的生物能源越來越引起人們的關(guān)注。生物發(fā)酵法從生物質(zhì)中獲取化學(xué)品是一類非常重要的途徑。其中，目前的工業(yè)化生產(chǎn)的主要為生物發(fā)酵乙醇。生物乙醇絕大多數(shù)是以糧食作物為原料的，從長遠(yuǎn)來看具有規(guī)模限制和不可持續(xù)性。近幾年以木質(zhì)纖維素為原料的第二代生物乙醇決定了以生物乙醇為原料的工藝過程具有潛在的應(yīng)用前景。

乙酸是一種十分重要的基本有機(jī)化工產(chǎn)品，世界乙酸工業(yè)生產(chǎn)工藝主要有甲醇羰基合成法、乙醛氧化法(乙烯乙醛氧化法和乙醇乙醛氧化法)、乙烯直接氧化法和乙烷氧化法等。目前甲醇羰基化法占主導(dǎo)地位，其產(chǎn)能約占乙酸總產(chǎn)能的95％，而甲醇可以通過成熟的合成氣制備甲醇的工業(yè)過程得到。另外，乙酸在一些生物過程中亦可得到，例如：生物發(fā)酵，生物裂解等，為乙酸的制備提供廉價的原料來源。

本專利中所述工藝過程分別以乙酸和乙醇為原料，來源廣泛，廉價，通過兩段法的固定床反應(yīng)器，完成串聯(lián)反應(yīng)，以乙酸替代丙酮，與乙醇脫氫后的乙醛進(jìn)行縮合，生成目標(biāo)產(chǎn)物酮類化合物，包括2-戊酮和4-庚酮。2-戊酮和4-庚酮既可以作為精細(xì)化學(xué)品使用，又可以通過后續(xù)的縮合和加氫過程轉(zhuǎn)化為燃料，且可調(diào)變其組分，用于汽油、柴油或是航空煤油等方面。由于乙酸與乙醇化學(xué)性質(zhì)活潑，催化反應(yīng)過程中不可避免同時發(fā)生多種反應(yīng)，包括脫氫，縮合，加氫等過程，因此所得產(chǎn)物均為復(fù)雜的產(chǎn)物混合物。因此，開發(fā)出制備易得，穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性良好的固體催化劑體系高效率，高選擇性轉(zhuǎn)化制備精細(xì)化學(xué)品具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容