基本化工工艺学作业-乳酸乙酯

乳酸乙酯黄慧n090203105目录简介性能制备方法及工艺条件用途简介别名：2-羟基丙酸乙酯英文名：EthylLacate结构式：CH3CHCOOC2H5分子式：C5H10O3相对分子质量：118.13OH性能乳酸乙酯具有无毒、可生物降解、溶解性好等特点，在工业上可以作为“绿色溶剂”取代目前使用的有毒有害的有机溶剂。乳酸乙酯天然存在于苹果、柑橘、菠萝等水果，以及啤酒、葡萄酒等酒类中，外观为无色透明液体，沸点（101.3kPa）154.5℃，相对密度1.0348，易溶于醇、醚、酮及酯类，与水完全互溶并部分分解。制备方法以乳酸和乙醇为原料，以浓硫酸作为催化剂，用苯或甲苯作为带水剂除去反应中的水，酯化合成乳酸乙酯。以脂肪酶N435（固定化于大孔丙烯酸树脂的南极假丝酵母脂肪酶B）为催化剂，用生物催化的方法合成乳酸乙酯传统的乳酸乙酯生产化学法合成乳酸乙酯生物法合成乳酸乙酯以乳酸为原料的均相催化和非均相催化以乳酸铵为原料传统的乳酸乙酯生产工艺

将乳酸（含量在80%左右）和乙醇（92%～95%）、按一定配比混合，加入浓硫酸作催化剂，加入大量的苯为带水剂，在酯化塔内加热回流酯化，由苯、乙醇、水三者形成三元共沸物而将原料中及酯化过程中生成的水除去，以提高乳酸的成酯率，酯化结束后，回收部分乙醇和苯的混合物，然后在精馏塔内进行加热常压精馏，取147～157℃馏分作为乳酸乙酯产品。CH2CHCOOH→CH3CHCOOC2H5OHC2H5OHH2SO4OH该工艺主要存在以下问题：①乳酸是典型的羟基酸，在与硫酸共热时会分解为乙醛和甲酸，与脱水剂共热时生成丙交酯，这些羟基酸所特有的副反应将大大降低乳酸乙酯的产率；②以硫酸作催化剂，设备腐蚀严重；③以苯或甲苯作为带水剂，产品中往往残留少量苯或甲苯，影响乳酸乙酯在食品等方面的应用。化学法合成乳酸乙酯工艺一、以乳酸为原料㈠均相催化★以固体金属氯化物作催化剂，用能与水和乙醇形成三元共沸物的乙酸乙酯作带水剂。当醇酸摩尔比为1.8∶1，催化剂用量为乳酸的1.5％～2％，带水剂用量为理论量的0.7倍，先全回流反应1h，再分水酯化2.5～3h，产率为65％～71％。该方法用无毒的乙酸乙酯作带水剂，因而产品可用于食品工业，但催化剂不能回收利用，产率不高。★以天然原料合成乳酸乙酯的方法，先将粮食发酵产物的乳酸按常规方式加热制备成乳酸内酯，再与粮食发酵产物的乙醇混合，在三氯化铝络合型催化剂存在下催化酯化，产率达87%，该方法以生物质为原料是一大亮点，但该方法仍未解决催化剂回收利用问题。以乳酸为原料均相催化★以对甲苯磺酸为催化剂，用沸石A膜为渗透蒸发膜脱出反应体系中的水，并与不用渗透蒸发膜的实验进行了比较，结果表明产率有较大提高，反应3h后，产率能超过90%。该方法虽然产率有所提高，但催化剂不可回收，有一定腐蚀。★以浓硫酸为催化剂，以分子筛为干燥剂，反应温度为100℃，醇酸摩尔比大于2.5条件下，合成的乳酸乙酯产率为95%。该方法的优点是，使用乙醇作带水剂，反应生成的水与乙醇形成共沸物蒸出后经过分子筛干燥剂除水，除水后的乙醇回流到反应器中，但缺点是使用的仍然是浓硫酸作催化剂。★以天然原料合成乳酸乙酯的方法，先将粮食发酵产物的乳酸按常规方式加热制备成乳酸内酯，再与粮食发酵产物的乙醇混合，在三氯化铝络合型催化剂存在下催化酯化，产率达87%，该方法以生物质为原料是一大亮点，但该方法仍未解决催化剂回收利用问题。以乳酸为原料非均相催化

㈡均相催化★以混合使用的3种酸性化合物为催化剂：氢型强酸性树脂、丙三醇（或乙二醇）与硼酸的络合物以及磷酸二氢钠（或磷酸氢二钠），其质量比为1∶（0.5～1.0）∶（0.1～0.2），反应时间为23～25h，产率达97.2%，此法的优点是产率高，缺点是反应时间较长。★用HY型固体酸为催化剂，在酸醇摩尔比为1∶3，n（HY）/n（酸）=（11～30）∶100，反应温度100～160℃，反应8～10h条件下，产率为60%以上。该方法较一般酸催化污染少，催化剂可回收，后处理简单，但产率较低，反应时间较长。★在SO42－/La2O3-TiO2的催化下，以氧化钙为脱水剂，采用索氏提取器进行回流脱水。结果表明，加入脱水剂和带水剂可以显著提高产率。适宜反应条件为：SO42－/La2O3-TiO2中La3+浓