乳酸乙酯合成催化劑及其滲透汽化脫水過程的研究.pdf

1、乳酸乙酯作為基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。乳酸乙酯是一類優(yōu)良的綠色溶劑，對(duì)環(huán)境友好，可取代對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的溶劑。當(dāng)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(yīng)、嚴(yán)重腐蝕設(shè)備等缺點(diǎn)，尋求一種能取代濃硫酸且對(duì)環(huán)境友好的酯化催化劑一直是目前研究的熱點(diǎn)之一。
　　固體酸是一類目前備受關(guān)注的環(huán)境友好型酯化反應(yīng)催化劑，其具有不易揮發(fā)、催化效率高、可多次

2、重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。本論文做了再生氯堿離子膜作催化劑催化合成乳酸乙酯的研究。研究了酸醇比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑加入量等因素對(duì)乳酸乙酯合成的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在乳酸與乙醇摩爾比為1∶4，75℃反應(yīng)，催化劑以乳酸質(zhì)量的15％投料，反應(yīng)240min的條件下，乳酸轉(zhuǎn)化率達(dá)到67.5％。
　　酯化反應(yīng)在三口燒瓶中進(jìn)行，研究再生廢棄氯堿離子膜作催化劑合成乳酸乙酯的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。在消除內(nèi)外擴(kuò)散的條件下，測(cè)定了不同催化劑用量和不同反應(yīng)溫度條件下

3、反應(yīng)體系中乳酸濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化，按擬均相二級(jí)可逆反應(yīng)，并采用初始反應(yīng)速率法求取動(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)方程的指前因子k0=7.98×105L·(mol·min)-1，活化能Ea=53.17kJ·mol-1。其動(dòng)力學(xué)表達(dá)式可表示為:-rHL=x0.76472×7.98×105e-53.17×103/RT(CHLCEtOH-CELCW/1.45)（

4、mol·L-1·min-1）
　　實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果為再生廢棄氯堿離子膜用于乳酸乙酯的工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)。
　　最后，我們采用實(shí)驗(yàn)室自制的直徑為100mm，有效膜面積為0.001256m2的膜組件對(duì)聚乙烯醇(PVA)復(fù)合膜的滲透汽化分離性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。主要考察了PVA/PES膜，PVA—CS/PES膜和PVA—CS—CNT/PES膜在乙醇/水體系中的滲透汽化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PVA—CS—CNT/PES膜對(duì)乙醇/水體系