[发明专利]一种制备2-戊酮的方法

说明书

本发明涉及一种制备2‑戊酮的方法。该方法采用乙醇作为反应物，在氧化铈基催化剂的催化作用下，反应制备2‑戊酮。其反应条件如下：该反应在固定床反应器中常压下进行，反应温度350～500℃，乙醇的进料质量空速0.1～2.0h^‑1。该方法的特征是：以氧化铈基材料为催化剂，催化剂制备简单，有较好的稳定性，且高效催化选择性生成2‑戊酮，其转化率99％，产物2‑戊酮的选择性达到60％。

技术领域

本发明涉及一种制备2-戊酮的方法，具体涉及以乙醇作为反应物制备2-戊酮的方法。

背景技术

2-戊酮是润滑油的优良脱蜡剂，也用作硝基喷漆、合成树脂涂料的溶剂以及有机合成的中间体与萃取剂。此外，2-戊酮可用于有机、医药合成中间体与溶剂，可用于合成血管扩张药物Virga。2-戊酮可由2-戊醇脱氢或是丁酰乙酸乙酯与水共热制得。但该过程使用大量的有机溶剂与无机物，产生三废，不仅造成成本较高，而且引起环境问题。中国专利CN106478386A公布了了由乙醇制备2-戊酮的方法，原料来源广泛，过程简单，但是催化效果欠佳，2-戊酮的选择性仅为36.8％。针对上述问题，发展新的乙醇转化制备2-戊酮的催化体系，提高转化效率与目标产物的选择性势在必行。

发明内容

本发明的意义在于克服了目前2-戊酮制备过程存在的缺点。该制备方法反应过程简单，2-戊酮的选择性高。

本发明涉及的2-戊酮通过以下方案制备。原料为乙醇，催化剂为氧化铈基材料，产物为2-戊酮，反应温度为350～500℃。所述氧化铈基催化剂，可以为CeO₂-CaO，CeO₂-K₂O，CeO₂-ZnO，CeO₂-MgO，CeO₂-SrO中的一种或两种以上。所述氧化铈基催化剂，优选为CeO₂-CaO，CeO₂-ZnO，CeO₂-MgO中的一种或两种以上。所述氧化铈基催化剂的制备可以采用高温高压合成法、浸渍法、共沉淀法、水热法、醇热法、溶胶-凝胶法或微乳法。所述氧化铈基催化剂，氧化铈的质量含量75wt％～99.5wt％。反应装置为固定床反应器，反应为常压。在反应管中填充氧化铈基催化剂后将反应管置于固定床反应器进行反应。乙醇的进料的质量空速为0.1～2.0h^-1；所述反应管中装填催化剂床层厚度为5cm～30cm。乙醇进料的质量空速较佳为0.5～0.8h^-1；所述反应管中装填催化剂床层厚度较佳为10cm～25cm。

氧化铈基材料为催化剂的乙醇转化制备2-戊酮的反应包含以下几个过程：(1)氧化铈催化剂本身具有脱氢性能，在高温下，能将醇类脱氢生成醛类化合物，尤其是碱性元素的添加，增强氧化铈基催化剂的醇脱氢性能；(2)无水条件下，乙醛发生岐化反应，生成乙醇与乙酸；(3)乙酸在酸碱位点发生酮基化反应，生成丙酮；(4)丙酮与乙醛缩合，最终生成2-戊酮。

本发明的有益效果是：

(1)氧化铈基催化剂具有酸碱两性，且其酸碱性可通过制备或是前处理进行调控，因此可以通过控制其酸碱性控制对醛与酮的缩合程度，控制选择性。

(2)以氧化铈基材料为催化剂，催化剂制备简单且高效率催化该反应，可通过简单的焙烧操作完成催化剂活化再生。

(3)该催化体系催化乙醇转化制备2-戊酮体现出一定的优越性，2-戊酮产物的选择性高达60％；

(4)原料为乙醇，来源广泛，具有较大的应用前景。

具体实施方式

为了对本发明进行进一步详细说明，下面给出几个具体实施案例，但本发明不限于这些实施例。

实施例1