乳酸乙酯合成催化剂及其渗透汽化脱水过程的研究

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1、上海师范大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：f曳鼋w／≯年，月印日上海师范大学学位论文版权使用授权书IIYIIIIIIl2IIIIIl5IIIIIl2IIIIl6IIIII剐必学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子

2、版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口，在——年解密后适用本版权书。’不保密吐校外导师签名：砌够年J月砷日“弋历卜砂，和虱广名签币旨师者导作内文校论上海师范大学专业学位论文摘要乳酸乙酯作为基础的有机化工原料，在工业领域应用广泛。乳酸乙酯是一类优良的绿色溶剂，对环境友好，可取代对环境污染严重的溶剂。当前乳酸乙酯的生产主要是以浓硫酸作为催化剂，采用乙醇与乳酸为原料的传统酯化工艺。传统的酯化工艺使用浓硫酸作催化剂存在易发生副反应、严重腐蚀设

3、备等缺点，寻求一种能取代浓硫酸且对环境友好的酯化催化剂一直是目前研究的热点之一。固体酸是一类目前备受关注的环境友好型酯化反应催化剂，其具有不易挥发、催化效率高、可多次重复使用等优点。本论文做了再生氯碱离子膜作催化剂催化合成乳酸乙酯的研究。研究了酸醇比、反应时间、反应温度、催化剂加入量等因素对乳酸乙酯合成的影响，实验结果表明：在乳酸与乙醇摩尔比为1：4，75℃反应，催化剂以乳酸质量的15％投料，反应240min的条件下，乳酸转化率达到67．5％。酯化反应在三口烧瓶中进行，研究再生废弃氯碱离子膜作催化剂合成乳酸乙酯的反应动力学。在消除内外扩散的条件下，测定了不同催化剂用量和不

4、同反应温度条件下反应体系中乳酸浓度随反应时间的变化，按拟均相二级可逆反应，并采用初始反应速率法求取动力学模型参数。在催化剂与乳酸的质量比为l％一5％，温度为323．15K一363．15K和常压的条件下，得到动力学方程的指前因子ko=7．98×105L·(mol·min)一，活化能Ea=53．17kJ·mol～。其动力学表达式可表示为：一，硫=xn7“72x7．98×105P_53·17X1矿埔7’(ckLc岛D日一c矗c≥／1．45)(mol·L-1·min_1)实验研究结果为再生废弃氯碱离子膜用于乳酸乙酯的工业化生产提供了理论基础。最后，我们采用实验室自制的直径为100

5、mm，有效膜面积为0．001256m2的膜组件对聚乙烯醇(PVA)复合膜的渗透汽化分离脾1212厶匕I：Jl：进行了实验研究。主要考察了PVA／PES膜，PVA---CS／PES膜和PVA—CS—CNT／PES膜在乙醇／水体系中的渗透汽化性能。实验结果表明，PVA—CS—CNT／PES膜对乙醇／水体系的分离性能最佳，渗透通量：268g·m’2·h～，分离因子为75。关键词乳酸乙酯；氯碱离子膜；CNTs；PVA膜；渗透汽化；反应动力AbstractAsbasicorganicchemicalrawmaterials，ethyllactatehavebeenwidelyuse

6、dintheindustryfields．Ethyllactateisakindofexcellentgreensolvents，andcouldbeanexcellentalternativeofthesolventswhichiSharmfultoenvironment．Traditionally，theproductionofethyllactateiscarriedoutwithlacticacidandalcoholasstartingmaterials．inthepresenceofconcentratedsulfuricacid．Butthisprocess

7、usuallywillleadtotheformationofby-productsandequipmenterosion．Thereforeithasattractedgreatattentionstoinvestigatenewcatalystswhichcanreplaceconcentratedsulfuricacid．Fortheesterificationreaction，strongacidcationexchangeresinhasadvantagesofhighselectivity，highcatalyti