乙酰丙酸的生產工藝

論文編號:HG295   論文字數:18800,頁數:34

引  言
　  隨著石油、煤炭等不可再生資源的大量消耗,大力開發新的可再生性資源已成為走可持續發展道路的前提條件。生物質資源是地球上數量最豐富的可再生資源,全球每年由光合作用生成的生物質高達1500 億～2000 億t ,但這些資源被作為能源利用的還不到1 %。所以,開發利用生物質可再生資源是十分必要和迫切的[1 ] 。可再生生物質資源主要成分是纖維素、半纖維素和木質素,其中半纖維素和纖維素分別是以木糖為主的五碳糖和葡萄糖為主的六碳糖組成的。從可再生資源獲得新型平臺化合物將成為本世紀化學領域的一項主要任務 。其中,乙酰丙酸將是一種非常有前途的綠色平臺化合物。
 植物纖維原料主要有:玉米芯、樺木屑、稻殼、棉籽殼再生纖維素纖維以及纖維衍生物等，其主要成分是纖維素、木質素和半纖維素。纖維素是以葡萄糖基為結構單元，由甙鏈連接而成的線性大分子，半纖維素是以已糖和戊糖為主鏈，具有羥基或羥基酸衍生物側基的一類多糖物質[3]。
 松子殼是除仁后植物纖維廢料,它可經水解得到一種化工原料乙酰丙和大量的木質素。 我國是農業大國,糠醛生產資源豐富。 但近年來,環境問題已成為制約該行業發展的瓶頸。 一個年產量1000 噸的糠醛廠一年產生的廢渣量約為13000 噸。 目前我國共有140 多個糠醛生產廠家,糠醛總產能超過20 萬噸/ 年,產量約10 余萬噸/ 年,糠醛廢渣產量就達約130 余萬公噸/ 年。 雖然糠醛廢渣能綜合利用,如生產丙烯酸、二次水解生產乙醇等,但由于受技術條件的限制,經濟效益不佳,難于實現規模的工業化。 糠醛廢渣含有大量纖維素,是很值得利用的資源,如以其作為鍋爐的燃料,生產蒸汽,再用到糠醛生產中,將實現資源的循環利用。
 乙酰丙酸的分子中含有1個羰基和1個羧基，因此具有良好的反應性，能夠進行酯化、還原、取代、聚合等多種反應。它的4位碳原子是1個不對稱碳原子，因此還可進行手性合成和拆分[4]，利用這些特性乙酰丙酸可廣泛用于:手性試劑、生物活性材料、聚合物、潤滑劑、吸附劑、涂料、電池、油墨、電子產品等領域中。這些優良的性質使乙酰丙酸具備了成為一種新型平臺化合物的潛力，利用植物纖維素來制備乙酰丙酸將具有十分廣闊的前景和重要意義[5]。
 

目    錄
引  言 1
1．文獻綜述 2
1.1前言 2
1.2 乙酰丙酸的性質及其用途 2
1.2.1 乙酰丙酸的性質 2
1.2.2 乙酰丙酸的用途 5
1.2.3 乙酰丙酸衍生物 6
1.3 國內外乙酰丙酸制備發展概況 8
1.3.1 糠醇水解法制備乙酸丙酸的發展概況 8
1.3.2 葡萄糖水解制備乙酰丙酸的研究概況 9
1.4 稀酸水解生物質制備乙酰丙酸的研究 11
1.4.1 纖維素原料性質 11
1.4.2 纖維素的稀酸水解反應機理 12
1.4.3 纖維素結構對酸水解的影響 13
1.4.4 生物質水解法制備乙酰丙酸的研究發展概況 13
1.4.5 生物質水解制備乙酰丙酸的動力學研究概況 15
2．實驗部分 17
2.1 儀器和材料 17
2.1.1 儀器 17
2.1.2 材料 17
2.1.3 反應裝置圖 18
2.2 實驗方法 19
2.2.1 溶液的配制 19
2.2.2 實驗探索階段 19
2.2.3 優化階段 22
2.3 氣質聯機檢測乙酰丙酸含量 22
2.3.1 氣質聯機 22
2.3.2 GC-MS測定參數 22
3. 結果與討論 23
3.1 實驗條件討論 23
3.1.1 硫酸濃度對乙酰丙酸產率的影響 23
3.1.2 液固比對乙酰丙酸產率的影響影響 23
3.1.3 反應時間對乙酰丙酸產率的影響 24
3.2 氣質聯機檢測結果討論 26
3.2.1 常壓條件制得的乙酰丙酸的氣質檢測圖 26
3.2.2 微波條件制得的乙酰丙酸的氣質檢測圖 27
3.3 乙酰丙酸的產率計算 28
4. 結  論 29
致    謝 30
參考文獻 31