[发明专利]一种乙酰丙酸催化加氢制备2-丁醇的方法

说明书

本发明公开了一种乙酰丙酸催化加氢制备2‑丁醇的方法，以乙酰丙酸为原料，以异丙醇为溶剂在还原处理后的纳米γ‑氧化铝负载RuMn或NiMn催化剂的作用下加氢脱氧高选择性制备2‑丁醇，反应温度为190‑250℃，反应时间为1‑5h，反应体系中的氢气压力为1‑5MPa。反应工艺简单，条件温和，整个反应过程基本无积碳。本发明的催化剂制备过程耗时短，工艺简单，具有很好的应用前景。

技术领域：

本发明涉及一种乙酰丙酸催化加氢制备2-丁醇的方法。

背景技术：

目前面对化石能源的日益枯竭的局面，以及化工生产可持续发展的需求，近年来利用可再生资源生产燃料和化学品的技术得到了大力发展。其中，乙酰丙酸是一种生物质转化利用的重要平台化合物，其来源主要是利用生物质原料制备，包括木质纤维素、淀粉和糖类原料等。目前关于生物质制备乙酰丙酸的方法主要是酸催化转化法。此外，作为生物质而来的前12种最有前途的平台化合物之一，乙酰丙酸作为原料可以通过催化加氢制备一系列高附加值的化学品，如γ-戊内酯(GVL)、乙酰丙酸酯、1,4-戊二醇(1,4-PD)、2-甲基四氢呋喃(MTHF)、2-丁醇、戊酸等。

其中2-丁醇是一种无色透明液体，有类似葡萄酒的气味，用作生产甲乙酮的中间体，用于制醋酸丁酯、仲丁酯，可用作增塑剂、选矿剂、除草剂等。近年来，由于2-丁醇具有高的辛烷值，含氧量比乙醇低、热值高，被认为是用作溶剂和燃料添加剂的良好醇类化合物。在工业生产中，2-丁醇目前主要来源于石油化工行业的生产，原料为石油而来的烯烃通过水合法制备，来源有限且价格昂贵，从石油制备过程且反应涉及多个繁琐步骤，催化剂毒性大且碳排放量较大。

鉴于2-丁醇巨大的潜在利用价值，若能将生物质资源转化为2-丁醇，一方面可以实现生物质资源的高值化利用，另一方面还能缓解能源日益紧缺的局面，同时还可以降低碳排放量，在工业提供一条有生物质原料制备2-丁醇的技术路线，符合当前可持续发展理念。

目前有关利用生物质衍生物乙酰丙酸为原料催化制备2-丁醇的方法及其催化剂尚无有关专利报道。

发明内容：

本发明的目的是提供一种乙酰丙酸催化加氢制备2-丁醇的方法，以乙酰丙酸为原料，以纳米γ-氧化铝负载RuMn或NiMn的催化剂为催化剂，通过调控催化剂金属活性位，选择性催化乙酰丙酸的脱羧和羰基加氢在一定反应条件下实现乙酰丙酸直接高产率制备2-丁醇。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种乙酰丙酸催化加氢制备2-丁醇的方法，以乙酰丙酸为原料，以异丙醇为溶剂在还原处理后的纳米γ-氧化铝负载RuMn或NiMn催化剂的作用下加氢脱氧高选择性制备2-丁醇，反应温度为190-250℃，优选为200-250℃，反应时间为1-5h，优选为4-6h，反应体系中的氢气压力为1-5MPa。

乙酰丙酸的质量是异丙醇的1wt％～10wt％，优选3wt％，催化剂的质量是乙酰丙酸的10wt％～50wt％，优选30wt％～35wt％，最优选为33.3wt％。

所述γ-氧化铝负载RuMn催化剂中Ru负载量优选为1-10wt％，更优选为3-6.25wt％，最优选为3.75wt％。

所述γ-氧化铝负载RuMn催化剂中Mn负载量优选为5-25wt％，更优选为10-25wt％，最优选为15wt％。

γ-氧化铝负载NiMn催化剂中Mn负载量优选为10-20wt％，更优选为10-15wt％，最优选为15wt％。

γ-氧化铝负载NiMn催化剂中Ni负载量优选为10-20wt％，更优选为15-20wt％，最优选为15wt％。

纳米γ-氧化铝负载RuMn或NiMn催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将镍金属前驱体或钌金属前驱体和锰金属前驱体加入水中形成溶液，搅拌均匀；