強酸性陽離子交換樹脂催化合成乳酸乙酯及動力學研究.pdf

1、乳酸乙酯作為基礎的有機化工原料，在工業(yè)領域應用廣泛。乳酸乙酯是一類優(yōu)良的綠色溶劑，對環(huán)境友好，可取代對環(huán)境污染嚴重的溶劑。當前乳酸乙酯的生產(chǎn)主要是以濃硫酸作為催化劑，采用乙醇與乳酸為原料的傳統(tǒng)酯化工藝。傳統(tǒng)的酯化工藝使用濃硫酸作催化劑存在易發(fā)生副反應、嚴重腐蝕設備等缺點，尋求一種能取代濃硫酸且對環(huán)境友好的酯化催化劑一直是目前研究的熱點之一。
　　 強酸性陽離子交換樹脂作為固體酸的一種，是一類目前備受關注的環(huán)境友好型酯化反應催化劑

2、，其具有不易揮發(fā)、催化效率高、可多次重復使用等優(yōu)點。本論文做了強酸性陽離子交換樹脂作催化劑催化合成乳酸乙酯的研究。對四種典型的強酸性陽離子交換樹脂的催化性能進行了研究，篩選出了對乳酸乙酯催化性能較好的D072型強酸性陽離子樹脂。
　　 研究了酸醇比、反應時間、反應溫度、催化劑加入量、分水劑等因素對乳酸乙酯合成的影響，實驗結果表明：在乳酸與乙醇摩爾比為0.5:2，沸騰狀態(tài)下反應，催化劑以乳酸質(zhì)量的10%投料，反應180min的條件

3、下，乳酸轉化率達到72.53%。
　　 在間歇釜式反應器中，研究D072型強酸性離子交換樹脂作催化劑合成乳酸乙酯的反應動力學。在消除內(nèi)外擴散的條件下，測定了不同催化劑用量和不同反應溫度條件下反應體系中乳酸濃度隨反應時間的變化，按擬均相二級可逆反應，并采用初始反應速率法求取動力學模型參數(shù)。在催化劑與乳酸的質(zhì)量比為1%～5%，溫度為323.15K～363.15K和常壓的條件下，得到動力學方程的頻率因子為967.59L·(mol·mi