PHB單體合成關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、聚3-羥基丁酸酯(PHB)引起了塑料工業(yè)的廣泛關(guān)注。這主要原因是PHB不但具有與通用塑料類似的物理性質(zhì)，而且它還可被土壤中的細(xì)菌和真菌降解為二氧化碳和水。3-羥基丁酸和3-羥基丁酸乙酯是合成PHB的主要單體，目前尚未工業(yè)化生產(chǎn)。本文重點研究了3-羥基丁醛液相氧化工藝和3-羥基丁酸酯化工藝，同時還測定了氧化反應(yīng)體系在不同反應(yīng)溫度下的粘度數(shù)據(jù)和3-羥基丁酸乙酯、巴豆酸乙酯、乙醇的二元及三元體系的等壓汽液平衡數(shù)據(jù)。 本文詳細(xì)考察了反應(yīng)

2、器的結(jié)構(gòu)參數(shù)對氧化收率的影響，確定了反應(yīng)器最佳結(jié)構(gòu)。用空氣-水體系，在環(huán)流反應(yīng)器中對氣含率和液體循環(huán)速度進(jìn)行了試驗研究，總結(jié)了液體速度和氣含率隨表觀氣速的變化規(guī)律；根據(jù)動量平衡原理和漂流通量模型建立了氣升式環(huán)流反應(yīng)器中液體循環(huán)速度和氣含率的理論關(guān)系式。模型計算結(jié)果表明，循環(huán)液速和氣含率的預(yù)測值與實測值的平均相對偏差分別為2.50％和0.32％。 以3-羥基丁醛、氧氣為原料，在0.5L氣升式環(huán)流反應(yīng)器中液相氧化合成3-羥基丁酸。對

3、影響3-羥基丁酸合成的各種因素進(jìn)行了考察。試驗結(jié)果表明：反應(yīng)時間對氧化反應(yīng)收率的影響最顯著，其次是溶劑用量和反應(yīng)壓力，其它因素對收率的影響較小。由正交試驗得出本氧化工藝的最佳條件為：反應(yīng)時間為5h，反應(yīng)壓力為1MPa，溶劑與3-羥基丁醛的質(zhì)量比為1：1，進(jìn)氣速度為0.3L/min，反應(yīng)溫度為50℃，催化劑用量為3-羥基丁醛質(zhì)量的0.5％，在此條件下，收率為88.99％。為工程放大，又設(shè)計了4L環(huán)流反應(yīng)器，研究了3-羥基丁醛氧化反應(yīng)在放大

4、情況下的反應(yīng)規(guī)律。正交試驗結(jié)果表明：反應(yīng)時間對氧化反應(yīng)的收率有顯著影響，溶劑用量和進(jìn)氣速度對收率有一定的影響。由正交試驗確定的最佳反應(yīng)條件為：溶劑與3-羥基丁醛的質(zhì)量比是1.4：1，氧氣進(jìn)氣量為0.16m3/h，壓力1MPa，溫度60℃，催化劑用量為3-羥基丁醛質(zhì)量的0.5％，在此條件下反應(yīng)5h，平均收率為88.10％，初步確定了環(huán)流反應(yīng)器的放大效應(yīng)。 以3-羥基丁酸和乙醇為原料，采用索氏提取器進(jìn)行回流脫水合成3-羥基丁酸乙酯。