強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成乳酸乙酯及動(dòng)力學(xué)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(lèi)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。
　　 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為固體酸的一種，是一類(lèi)目前備受關(guān)注的環(huán)境友好型酯化反應(yīng)催化劑

2、，其具有不易揮發(fā)、催化效率高、可多次重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。本論文做了強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作催化劑催化合成乳酸乙酯的研究。對(duì)四種典型的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的催化性能進(jìn)行了研究，篩選出了對(duì)乳酸乙酯催化性能較好的D072型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂。
　　 研究了酸醇比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑加入量、分水劑等因素對(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0.5:2，沸騰狀態(tài)下反應(yīng)，催化劑以乳酸質(zhì)量的10%投料，反應(yīng)180min的條件

3、下，乳酸轉(zhuǎn)化率達(dá)到72.53%。
　　 在間歇釜式反應(yīng)器中，研究D072型強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂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)方程的頻率因子為967.59L·(mol·mi