本發(fā)明涉及一種固定床連續(xù)液固催化制備乳酸酯的方法，尤其涉及一種連續(xù)高效制備乳酸酯的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明中乳酸酯主要為乳酸與低分子醇類(lèi)脫水酯化反應(yīng)得到的乳酸甲酯和乳酸乙酯，兩種乳酸酯具有酯類(lèi)特有的香味，外觀為無(wú)色透明液體，由于其反應(yīng)原料為乳酸、甲醇或乙醇，使得兩種乳酸酯具有無(wú)毒和可生物降解的性能，因此除用作優(yōu)良溶劑外，還是一種重要的食用香料，具有酒香型香氣，用于酒類(lèi)和香精的添加劑；此外在制藥工業(yè)中用作藥品的潤(rùn)滑劑和藥物中間體；飼料工業(yè)中用作香味劑和除草劑的重要中間體等。
乳酸酯的合成方法通常采用酯化法，即由乳酸與低碳醇在質(zhì)子酸催化劑作用下酯化反應(yīng)生產(chǎn)，再通過(guò)間歇減壓精餾得到乳酸酯產(chǎn)品。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝主要問(wèn)題有以下兩點(diǎn)：
（1）為提高乳酸的單體轉(zhuǎn)化率，須不斷將反應(yīng)生成的水移除反應(yīng)體系，打破酯化反應(yīng)的正逆反應(yīng)平衡，而用作帶水劑的往往是有毒的苯和甲苯等；（2）濃硫酸因其催化效率高，在傳統(tǒng)工業(yè)中廣泛使用，但是濃硫酸對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，后續(xù)處理復(fù)雜，造成工藝流程長(zhǎng)，環(huán)境污染大，且濃硫酸作為液體酸催化劑，不利于連續(xù)反應(yīng)，使得生產(chǎn)周期長(zhǎng)，設(shè)備生產(chǎn)能力低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種固定床連續(xù)液固催化制備乳酸酯的方法，以提高酯化速率，降低生產(chǎn)周期，提高設(shè)備生產(chǎn)能力，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：一種固定床連續(xù)液固催化制備乳酸酯的方法，其特征是包括如下步驟：首先將質(zhì)量濃度為95%的乳酸和質(zhì)量濃度為95%的低碳醇在原料罐內(nèi)充分混合，經(jīng)進(jìn)料泵送入裝載有固體酸催化劑的固定床反應(yīng)器內(nèi)，在一定的反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和停留時(shí)間條件下進(jìn)行液固催化酯化反應(yīng)，然后將所得產(chǎn)物經(jīng)過(guò)間歇精餾得到乳酸酯粗品。
所述的低碳醇為甲醇或乙醇。
所述的乳酸和低碳醇的摩爾比為1:2~1:4。
所述的固定床反應(yīng)器催化劑為大孔徑酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，型號(hào)為lc-51或nkc-9。
所述的固定床反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為70~90℃，反應(yīng)壓力為0.1~0.3mpa。
所述的固定床反應(yīng)器的空速3~7h-1。
本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)的乳酸酯化反應(yīng)方法進(jìn)行了改進(jìn)，克服了液體酸催化劑引起的設(shè)備腐蝕和污水污染環(huán)境問(wèn)題，引入酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑，在保證乳酸轉(zhuǎn)化率的前提下，將間歇酯化改進(jìn)為液固催化連續(xù)酯化，改善了操作條件，提高了設(shè)備生產(chǎn)能力，降低了生產(chǎn)周期，連續(xù)催化反應(yīng)產(chǎn)物中乳酸酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在40~50%，乳酸的轉(zhuǎn)化率在68%以上。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
實(shí)施例1
一種固定床連續(xù)液固催化制備乳酸酯的方法，其特征是包括如下步驟：
（1）按摩爾比為1:3的比例將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的乳酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的甲醇在原料罐內(nèi)混合均勻；（2）通過(guò)進(jìn)料泵打入裝載有l(wèi)c-51型酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的固定床反應(yīng)器內(nèi)，控制反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)壓力為0.3mpa，空速5h-1；（3）對(duì)酯化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行氣相色譜分析，乳酸甲酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%，乳酸的轉(zhuǎn)化率為73%。
實(shí)施例2
一種固定床連續(xù)液固催化制備乳酸酯的方法，其特征是包括如下步驟：
（1）按摩爾比為1:2的比例將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的乳酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的乙醇在原料罐內(nèi)混合均勻；（2）通過(guò)進(jìn)料泵打入裝載有nkc-9型酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的固定床反應(yīng)器內(nèi)，控制反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)壓力為0.2mpa，空速4h-1；（3）對(duì)酯化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行氣相色譜分析，乳酸甲酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42%，乳酸的轉(zhuǎn)化率為68%。