乳酸乙酯合成的研究.doc

Ｉｐ叫＿⑧中目近代第一所犬｛天孝大錾博士学位论文一级学科：丝堂王堡皇蕉查学科专业：圭塑丝王作者姓名：直登指导教师：型兰盟塾埕中文摘要中文摘要对以乳酸菌为菌体，以氨水为中和剂，对Ｌ哥Ｌ酸的发酵工艺进行了探讨，确定出适宜的发酵ｐＨ是６．５；在发酵液ｐＨ为６．５，以２５ｍｌ／ｈ的速度流加浓度为６００ｇ／Ｌ葡萄糖，发酵８０ｈ后，乳酸铵的产量为１３６．８∥Ｌ，葡萄糖流加发酵与非流加发酵相比，达到相同的乳酸铵浓度缩短了约３０小时。并建立了细胞生长、产物生成和底物消耗的动力学模型，实验结果和模拟结果吻合良好。将磁性材料Ｆｅ，０。和ＳＯ，”／ＺｒＯ。固体超强酸进行组装。得到了磁基体的适宜制备条件是：ｎ（Ｆｅ”）／ｎ（Ｆｅ”）＝ｌ：６，以０．１ｍｏｌ／ＬＮａ０Ｈ溶液为沉淀剂，基液的ｐＨ为１２，Ｆｅ”与Ｆｅ“混合液滴加速度为２ｍｌ／ｓ，滴加方式为将混合液缓慢加入到Ｎａ０Ｈ基液中，晶化时问为３０ｍｉｎ；磁性超细固体超强酸的适宜制备条件是：ｎＦｅ。０４：ｎＺｒ０。＝１：１０，焙烧温度为５０００Ｃ。在反应时间为５ｈ，催化剂用量为乳酸质量的６％，酸醇摩尔比为ｌ：５时最高产率为８４％，催化剂回收率为９０％以上。采用激光粒度仪、磁强计、ＸＲＤ、比表面积测定仪等分析测试手段对催化剂的结构和性能进行了表征和评价。结果表明：磁基体的平均粒径小于１００ｎｍ，且分布范围较窄，磁基体的饱和磁强度（蕊）基本上在８０ｅｌｌｌｕ·ｇ。以上，磁基体ＸＲＤ谱图与Ｆｅ，０。标准谱图基本相同。在５０００ｃ焙烧时所得催化剂的比表面积为７８．９疗／ｇ。表征结果表明制得的催化剂属于超强酸。对以ＳＯ。”－Ｆｅ。ＯＪＺｒ０。为催化剂，乳酸和乙醇的酯化反应动力学进行了研究，研究表明只要搅拌转速≥８５ｒ／ｒａｉｎ，反应就不受外扩散的影响，并且在所制备的催化剂粒度范围内，反应和内扩散无关。并且得到了反应的动力学模型。同时发现在温度较低时，在反应开始阶段存在诱导期现象，并对诱导期现象产生的原因进行了讨论。在自行设计的催化精馏塔内对乳酸和乙醇酯化反应的催化精馏过程进行了研究，建立了催化精馏实验装置，确定了实验流程，得到了适宜工艺条件为：醇酸比为４：１，回流比为１：ｌ，乳酸进料量为Ｏ．６４８２ｍｏｌ／ｈ，乳酸乙酯～次循环收率达到５１．６４％。并利用“化学理论”并且结合海登一奥康纳尔公式计算逸度系数，用ＮＲＴＬ方程计算活度系数，借助ＡＳＰＥＮＰＬＵＳ软件，用平衡级模型进行了催化精馏塔的模拟，模拟结果与实验结果吻合较好。关键词：乳酸，乳酸乙酯，乳酸铵，固体超强酸，发酵，催化剂，催化精馏ＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＡｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｅ缳ｃｌｅｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆａｍｍｏｎｉｕｍｌａｅｒａｔｅｂｙｌａｅｒｉｅａｃｉｄｂａｃｔｅｒｉｕｍｉｎｐＨ．ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂａｔｃｈｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｐＨｏｎｔｈｅｂｉｏｍａｓｓａｎｄａｍｍｏｎｉｕｍｌａｅｒａｔｅｉｎｂａｔｃｈｃｕｌｔｕｒｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｆｉｎａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ１３６｜８２ａｍｍｏｎｉｕｍｌａｅｒａｔｅｐｅｒ１ｉｔｅｒｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄａｔｔｈｅｐｒｅｆｅｒａｂｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｐＨ６．５ａｎｄ２５ｍｌｍｇｌｕｃｏｓｅｆｅｄ—ｂａｔｃｈｓｐｅｅｄａｆｔｅｒ８０ｈ．Ｔｈｅｔｉｍｅｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆａｍｍｏｎｉｕｍｌａｃｔａｔｅｗａｓａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄ３０ｈ．Ｋｉｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌｓｏｆｃｅｌｌｇｒｏｗｔｈ，ａｍｍｏｎｉｕｍｌａｅｒａｔｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｇｌｕｃｏｓｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｂａｔｃｈｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｍｅｄｅｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅｓａｇｒｅｅｄａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ．ＴｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｆＦｅ３０４ａｎｄｔｈｅｓｏｌｉｄｓｕｐｅｒ－ａｃｉｄｃａｔａｌｙｓｔＳ０４２一－Ｚｒ０２ｗｅｒｅａｓｓｅｍｂｌｅｔｏｂｅｃｏｍｅａｈｏｖｅｌｕｌｔｒａ－ｆｉｎｅｃａｔａｌｙｓｔＳ０４２一一Ｆｅ３０４／Ｚｒ０２ｗｉｔｈｍａｇｎｅｔｉｓｍａｎｄｓｔｒｏｎｇｓｕｐｅｒ－ａｃｉｄｉｔｙ．ＴｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｆＦｅ３０４ｗｅｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｎ（Ｆｅ２＋）／ｎ（Ｆｅ３＋）ｗａｓｌ：６，ｍｅｍｉｘｔｕｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＦｅ”ａｎｄＦｅ３＋ｄｒｏｐｐｅｄｔｏ０．１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｄｒｏｐｐｅ