[發明專利]一種2,5-己二酮合成液體環烷烴的方法

有效

• 申請號: 201810116087.7
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN110117213B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 李寧;劉艷廷;李廣億;張濤;王愛琴;王曉東;叢昱
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C1/207;C07C13/10;C07C13/28;C10L1/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及一種2,5?己二酮合成液體環烷烴的方法，以2,5?己二酮為原料，在固定床連續式反應器第一床層催化劑的作用下，通過羥醛縮合和加氫反應，獲得碳數為6、12和18的含氧有機化合物，這些含氧有機化合物進一步在固定床連續式反應器第二床層催化劑的作用下，通過加氫脫氧反應，即制得碳數為6、12和18的液體環烷烴目標產物。本發明工藝路線簡單，對環境友好，為2,5?己二酮制備液體環烷烴提供了一種新的有效途徑。

技術領域

本發明涉及一種2,5-己二酮合成液體環烷烴的方法。

背景技術

近年來，隨著人們對能源和環境問題的日益關注，以可再生的、二氧化碳中性的生物質資源為原料通過催化轉化合成液體燃料和化學品已得到世界各國的高度重視。目前，世界上的液體運輸燃料主要以原油為原料，經精餾，裂解，重整等工藝制備，具有不可再生，環境污染嚴重等劣勢。因此，從環境保護和國家能源安全兩方面考慮，需要大力發展生物質液體運輸燃料技術。

由生物質出發合成液體運輸燃料的技術路線經歷了一段時間的發展。第一代生物質燃料如乙醇及生物柴油主要采用淀粉、動植物油為原料。這種以可食用的生物質為原料的合成路線成本太高，不適合我國人多地少的國情。因此，以農林廢物的主要成分纖維素為原料的第二代生物質燃料近年來受到高度關注。其中，以生物質經過化學及生物處理得到的小分子平臺化合物為原料，通過碳碳偶聯反應得到適合運輸燃料范圍碳數的含氧有機化合物，接著對這些含氧有機化合物進行加氫脫氧反應合成液體烷烴燃料的技術路線引起人們的更多關注。這種合成路線具有反應條件溫和、原料充足且不與人爭糧等優勢，是一條極具前景的生物質燃料合成新路線。

目前，國際上就生物質平臺化合物為原料制備運輸燃料已進行了相關的報道。Dumesic等人在專利[US7,671,246]中報道了5-羥甲基糠醛與丙酮通過堿催化的羥醛縮合反應，在經過低溫加氫和加氫脫氧等步驟制取C₈-C₁₅范圍的液體烷烴。Harvey等人采用生物質基β-蒎烯為原料，首先在Nafion 酸催化下聚合，然后在PtO₂催化劑上催化加氫獲得密度為0.94g/cm³,體積熱值為39.5MJ/L的可再生液體燃料。然而，蒎烯只能由特殊種類的木材和植物獲得，來源受限。專利CN106867565A報道了以生物質基環戊酮為原料，采用固定床雙床催化劑系統一步合成了具有高密度的環烷烴燃料。

2,5-己二酮是一種重要的生物質平臺化合物，可以由葡萄糖、果糖或蔗糖等富含六碳糖的農林廢棄物經氫解反應獲得(Appl.Catal.A,2015, 504 664-671.)。A.T,Bell等人采用油水雙相體系，在固體堿催化下， 2,5-己二酮通過羥醛縮合反應生成3-甲基-2-環戊烯-1-酮，然后在固定床上采用貴金屬催化劑進行加氫脫氧合成汽油添加劑甲基環戊烷(Green Chem.,2015,17,2393-2397.)。該路線過程具有操作步驟多、溶劑分離成本高的劣勢。本發明以2,5-己二酮為原料，在無溶劑條件下，通過一個裝有雙催化劑床層的固定床連續式反應器一步直接合成主要成分為C₆、C₁₂和C₁₈的液體環烷烴燃料。截止到目前，還沒有文獻報道過以2,5-己二酮為原料一步直接合成此類環烷烴液體燃料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種2,5-己二酮合成液體環烷烴的方法，首先在固定床連續式反應器第一床層負載金屬A/X型固體堿催化劑的作用下，使2,5-己二酮轉化生成C₆、C₁₂和C₁₈的含氧有機化合物，然后在固定床連續式反應器第二床層負載金屬B/Y型雙功能催化劑的作用下，使第一床層生成的C₆、C₁₂和C₁₈的含氧有機化合物進一步轉化生成C₆、C₁₂和C₁₈的液體環烷烴目標產物，為2,5-己二酮制備環烷烴液體燃料提供一種簡易、高效的合成路線。

本發明是通過以下技術方案實現的：