乳酸甲酯催化脫水制備丙烯酸及其甲酯的研究

生物工程論文編號:SW206  論文字數:12100,頁數:29

目  錄
中文摘要 I
英文摘要 II
目  錄 III
1  緒  論 1
1.1 丙烯酸的化學合成 2
1.1.1 氯乙醇氰化鈉法 2
1.1.2 氰乙醇法 2
1.1.3 烯酮-甲醛法 2
1.1.4 高壓Reppe法 3
1.1.5 丙烯腈水解法 3
1.1.6 β－羥基丙酸脫水法 3
1.1.7 二鹵代丙酸酯法 3
1.1.8 丙烯直接氧化法 4
1.1.9 乳酸及其酯類直接脫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產丙烯酸 6
1.2.2 利用生物轉化乳酸生產丙烯酸 7
1.2.3 利用微生物轉化丙烯酰胺生產丙烯酸 8
1.3 路線選擇 9
1.4 反應機理 10
1.4.1 分子篩的特性 10
1.4.2 B酸和L酸理論 10
1.4.3 碳正離子的產生和反應 11
1.4.4 反應機理 11
2  實驗部分 12
2.1 實驗藥品 12
2.2 實驗儀器和設備 12
2.3 實驗過程 12
2.3.1 催化劑的制備 12
2.3.2 實驗過程 13
2.3.3 粗產品的分離提純 13
2.4 催化反應裝置 14
2.5 反應產物分析和收率計算方法 15
3  結果與討論 16
3.1 分子篩類型對催化效率的影響 16
3.2 離子類型對催化效率的影響 17
3.3 溫度對反應和催化劑的影響 19
3.4 載氣種類對反應的影響 20
4  總結與展望 22
4.1 主要結論 22
4.2 研究展望 22
致  謝 23
參考文獻 24

摘 要：丙烯酸及其酯類是重要的聚合物產品原料。丙烯酸及其酯類制成的聚合物產品具有保色、耐光、耐熱、耐老化等許多特性,廣泛用于涂料、紡織、粘合劑、造紙、拋光劑、皮革、化纖、高吸水性樹脂等行業。本文在大量文獻調研的基礎上，選擇了以乳酸甲酯為原料，以通過離子交換后的分子篩為催化劑的氣相催化合成方法。實驗在固定床反應器中，研究了分子篩的類型、離子交換劑的影響、反應溫度、載氣種類對于催化性能的影響。研究表明最佳反應工藝條件為：以K/NaY分子篩為催化劑，乳酸甲酯與甲醇的摩爾比為1:1，進料量為0.22ml·min-1，反應溫度為275℃左右，CO2流速為15ml·min-1。丙烯酸和丙烯酸甲酯的總產率為36.7％。

關鍵詞：丙烯酸甲酯；丙烯酸；乳酸甲酯；分子篩

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