微波輔助乳酸脫水制備丙烯酸的研究.pdf

1、丙烯酸及其酯是現(xiàn)代有機化工中重要的基礎原料和高分子單體,但隨著石油資源的日漸短缺,丙烯酸的生產(chǎn)受到了較大影響,如何利用可再生資源生產(chǎn)丙烯酸顯得尤為重要。發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸工藝已經(jīng)比較成熟,以發(fā)酵乳酸為原料,脫水轉化為丙烯酸成為生產(chǎn)丙烯酸的一種有效途徑,是目前被認為最有可能取代石油基丙烯酸的生產(chǎn)路線之一。但目前以乳酸為原料生產(chǎn)丙烯酸時,丙烯酸的產(chǎn)率還很低,而且能耗較高。近年來發(fā)展起來的微波加熱技術因具有加熱速度快、均勻加熱、節(jié)能高效、產(chǎn)物選擇

2、性高等優(yōu)點,目前已引起許多研究者的關注。
　　 本文在前人研究的基礎上,用微波加熱代替常規(guī)加熱方式,以硫酸鈣為主催化劑,硫酸銅、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀為助催化劑,乳酸為原料,氮氣作載氣,在固定床反應器中研究了催化劑焙燒溫度、載氣流量、乳酸流量及濃度、反應溫度、反應時間等對催化性能的影響。并利用X射線衍射、紅外光譜、氨氣升溫脫附、熱分析等對催化劑的性質進行了表征。研究發(fā)現(xiàn),乳酸脫水制備丙烯酸的反應主要為L酸催化反應,并對催化反應機

3、理進行了初步推測。實驗發(fā)現(xiàn),當催化劑組成質量比為CaSO4:CuSO4:Na2HPO4:KH2PO4=150:8.8:2.5:1.2時,適宜的反應條件為:催化劑焙燒溫度370℃,進料乳酸質量分數(shù)為25％,流量0.05mL/min,載氣流量20mL/min,反應溫度為298℃時,丙烯酸的產(chǎn)率達到最高,為50.3％,乳酸轉化率為100％。而文獻報道中,采用傳統(tǒng)加熱方式,在300℃下反應,丙烯酸的產(chǎn)率為19.1％,這說明與常規(guī)加熱相比,微波加