[发明专利]一种利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备2-戊酮的方法

说明书

本发明利用铂基催化剂用于2‑甲基呋喃加氢制备2‑戊酮的方法，该方法具有多相流动有序可控、混合效率高、反应参数精准可控、反应重复性好、集成化自动化程度高等特点，有效解决了传统浸渍法制备催化剂用时长，选择性低、取决操作人员的手法和易混合不均等问题。其次本方法筛选了不同量的溶剂和反应温度，确定了溶剂用量和最优的反应温度，制备铂碳催化剂，可使2‑甲基呋喃加氢制备2‑戊酮转化率可达88％，2‑戊酮的选择性为79％，而使用浸渍法制备的铂基催化剂，对2‑甲基呋喃加氢制备2‑戊酮的选择性为25％，催化效率相比浸渍法能提升了将近50％。机械化的操作可以避免人为误差，使结果更易重复，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于生物质能源催化及连续流法制备技术领域，具体涉及一种用于生物质衍生物2-甲基呋喃加氢制备2-戊酮的铂基催化剂的制备方法，该催化剂以活性炭为载体，铂作为主要活性成分，通过不同量的溶剂及温度的调试，使用连续流制备方法提高了催化剂的生产效率也能保证效能，通过该催化剂可以有效催化2-甲基呋喃制备2-戊酮，且连续流制备方法高效简单，可连续大量化生产，减少人工误差，具有较大的应用价值。

背景技术

连续流反应器(Continuous flow reactor,CFR)是一种新颖的技术，反应是发生在内径从几微米到几毫米的通道中。在化学工程中，微连续流设备因为反应器的小尺寸能够起到对关键反应参数的独特控制。连续流反应器具有许多优势，高效的传质传热效率，精准的控制反应温度，压力和时间，更易实现集成化和自动化，提高反应的效率，因而受到广大研究学者的关注。

木质纤维素生物质是一种丰富且可再生碳资源，在化学品和燃料生产中有望替代传统的不可再生化石资源，以减轻对化石资源的严重依赖，并减轻相关的环境影响。木质素、纤维素和半纤维素都来源于木质纤维素生物质，它们可以解聚成各种平台化合物，这些平台化合物可以进一步升级为高价值的化学品和燃料。

2-甲基呋喃是最具潜力的生物质基平台化合物之一，它是一种重要的化学中间体，可用作溶剂和原料，广泛应用于生产抗疟药物(氯喹)、菊酯类农药、香精香料、氮和硫官能团化杂环以及官能团取代脂肪族化合物。此外，2-甲基呋喃可以转化为许多衍生物和下游产品，例如：2-甲基呋喃还可以通过C＝C加氢制得2-甲基四氢呋喃，或通过C-O键的氢解制得C5醇。

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，发展新的制备2-戊酮的方法，提高转化效率与目标产物的选择性势在必行。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于2-甲基呋喃加氢制备2-戊酮的铂基催化剂的制备方法，该方法简单高效，可一步且连续生产。使用连续流法，通过对溶剂的量和反应温度的筛选，简单高效制备出一种高活性催化剂，在反应温度为200℃，氢气压力为1MPa的反应条件下，2-甲基呋喃的转化率可达到88％，戊醇的选择性为79％。同时，使用该方法可一步制备出高活性催化剂，简化反应步骤，节约反应时间，连续化的生产也极大的提高了生产效率。

为了解决本发明的技术问题，提出的技术方案：一种利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备2-戊酮的方法，2-甲基呋喃加氢制备2-戊酮的反应在装有热导检测器的高压釜中进行，向反应釜中加入所制备的铂基催化剂、2-甲基呋喃、异丙醇，反应得到2-戊酮；

所述铂基催化剂的制备方法：使用连续流装置制备铂基催化剂；所述的连续流装置是由蠕动泵、磁力搅拌器、特氟龙管路、反应装置和收集装置组成；蠕动泵的进口端管路引入容器中，蠕动泵出口端管接入一段长度的特氟龙管路，将此段特氟龙管路固定于反应装置中，最后特氟龙管路的出口端固定于收集装置上方；具体步骤如下：