乳酸甲酯催化脱水制备丙烯酸及其甲酯的研究

生物工程论文编号:SW206  论文字数:12100,页数:29

目  录
中文摘要 I
英文摘要 II
目  录 III
1  绪  论 1
1.1 丙烯酸的化学合成 2
1.1.1 氯乙醇氰化钠法 2
1.1.2 氰乙醇法 2
1.1.3 烯酮-甲醛法 2
1.1.4 高压Reppe法 3
1.1.5 丙烯腈水解法 3
1.1.6 β－羟基丙酸脱水法 3
1.1.7 二卤代丙酸酯法 3
1.1.8 丙烯直接氧化法 4
1.1.9 乳酸及其酯类直接脱水生成丙烯酸及其酯 4
1.2 丙烯酸的生物合成 6
1.2.1 利用微生物由糖直接生产丙烯酸 6
1.2.2 利用生物转化乳酸生产丙烯酸 7
1.2.3 利用微生物转化丙烯酰胺生产丙烯酸 8
1.3 路线选择 9
1.4 反应机理 10
1.4.1 分子筛的特性 10
1.4.2 B酸和L酸理论 10
1.4.3 碳正离子的产生和反应 11
1.4.4 反应机理 11
2  实验部分 12
2.1 实验药品 12
2.2 实验仪器和设备 12
2.3 实验过程 12
2.3.1 催化剂的制备 12
2.3.2 实验过程 13
2.3.3 粗产品的分离提纯 13
2.4 催化反应装置 14
2.5 反应产物分析和收率计算方法 15
3  结果与讨论 16
3.1 分子筛类型对催化效率的影响 16
3.2 离子类型对催化效率的影响 17
3.3 温度对反应和催化剂的影响 19
3.4 载气种类对反应的影响 20
4  总结与展望 22
4.1 主要结论 22
4.2 研究展望 22
致  谢 23
参考文献 24

摘 要：丙烯酸及其酯类是重要的聚合物产品原料。丙烯酸及其酯类制成的聚合物产品具有保色、耐光、耐热、耐老化等许多特性,广泛用于涂料、纺织、粘合剂、造纸、抛光剂、皮革、化纤、高吸水性树脂等行业。本文在大量文献调研的基础上，选择了以乳酸甲酯为原料，以通过离子交换后的分子筛为催化剂的气相催化合成方法。实验在固定床反应器中，研究了分子筛的类型、离子交换剂的影响、反应温度、载气种类对于催化性能的影响。研究表明最佳反应工艺条件为：以K/NaY分子筛为催化剂，乳酸甲酯与甲醇的摩尔比为1:1，进料量为0.22ml·min-1，反应温度为275℃左右，CO2流速为15ml·min-1。丙烯酸和丙烯酸甲酯的总产率为36.7％。

关键词：丙烯酸甲酯；丙烯酸；乳酸甲酯；分子筛

Abstract: Acrylic acid and its ester derivatives are principal raw materials in the manufacture of polymeric products. The polymers made of acrylic acid and its derivatives are characterized by color lasting, stability to light, moderate heat as well as weathering. And they are widely applied in surface coatings, textiles, adhesives, paper treatment, polishes, leather, fibers, and super-absorbent polymer, etc. Based on detailed investigation of related literatures, the dehydration of methyl lactate was carried out over molecular sieve catalyst in a fixed-bed reactor at high temperature with CO2 as carrier gas. In the experiments, the type of molecular sieve catalyst, the effect of ion exchanger, reaction temperature and the type of carrier gas were investigated. The results showed that the optimum conditions were obtained over modified NaY catalyst with KCL as ion exchanger, and a combined yield of 36.7% for methyl acrylate and acrylic acid from methyl lactate was gained over this catalyst at 275℃ with CO2 as carrier gas.

Key words: methyl acrylate; acrylic acid; methyl lactate; molecular sieve