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K-CuZrO2 催化剂上乙醇制备2-戊酮的研究

2021-02-06曾春阳解红娟武应全

燃料化学学报 2021年1期
关键词:催化剂

魏 玲 ,曾春阳 ,解红娟 ,武应全,*

(1. 太原学院,山西 太原 030032;2. 中国石油和化学工业联合会,北京 100723;3. 中国科学院山西煤炭化学研究所,煤转化国家重点实验室,山西 太原 030001)

2-戊酮是一种重要的平台化学品,作为溶剂在润滑油脱蜡、硝基喷漆、合成树脂涂料中应用广泛,同时以其作为原料可以合成药物、香料和香精等[1-3]。另外,酮类化合物中羰基碳显正电性,具有亲电功能,能够与其他不同碳链长度的醛类或者酮类化合物缩合得到更长碳链的酮类化合物,进一步经加氢脱氧反应,可以得到不同碳数的烃类化合物,扩展了2-戊酮的下游产品。

目前,工业上合成2-戊酮的有效方法主要有四种:第一种由2-仲戊醇(仲戊醇或者2-戊醇)脱氢而得;第二种由丁酰乙酸乙酯与水共热制得;第三种由戊醛脱水制戊二烯时的副产品;第四种由乙酸钙与正丁酸钙充分混合后,在450-500 ℃下干馏制得[4]。以上制备方法所用原料都为大分子化合物,价格较高,而且在合成反应过程中产生了大量的污染物,对环境影响很大。乙醇是一种用途广泛的化学品,它通过脱氢后可以生产乙醛、烯烃等,也可以通过脱氢、缩合等进行增链反应,得到C4+高级醇等高附加值化学品[5,6]。目前,生物乙醇技术已经很成熟,而煤制乙醇技术也逐渐产业化,乙醇将会出现过量。因此,以来源广泛的乙醇为原料,通过乙醇缩合制备附加值更高的2-戊酮是一个不错的选择。

He 等[7]在370 °C、 2.0 MPa、LHSV = 0.5 h-1、载气为N2(8000 h-1)的条件下,以K-Pd/MnOx-ZrO2-ZnO 为催化剂,对乙醇缩合制备2-戊酮反应进行了研究,乙醇转化率达到100%,目标产物2-戊酮的选择性为44.6%,同时对乙醇转化制备2-戊酮的形成途径进行了初步研究。……

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