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脫水酯化反應得到的乳酸甲酯和乳酸乙酯，兩種乳酸酯具有酯類特有的香味，外觀為無色透明液體，由于其反應原料為乳酸、甲醇或乙醇，使得兩種乳酸酯具有無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，用于酒類和香精的添加劑；此外在制藥工業(yè)中用作藥品的潤滑劑和藥物中間體；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生產(chǎn)，再通過間歇減壓精餾得到乳酸酯產(chǎn)品。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝主要問題有以下兩點：
（1）為提高乳酸的單體轉(zhuǎn)化率，須不斷將反應生成的水移除反應體系，打破酯化反應的正逆反應平衡，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，但是濃硫酸對設備腐蝕嚴重，后續(xù)處理復雜，造成工藝流程長，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，使得生產(chǎn)周期長，設備生產(chǎn)能力低。
技術(shù)實現(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，提高設備生產(chǎn)能力，進而降低生產(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)進料泵送入裝載有固體酸催化劑的固定床反應器內(nèi)，在一定的反應溫度、反應壓力和停留時間條件下進行液固催化酯化反應，然后將所得產(chǎn)物經(jīng)過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。
所述的固定床反應器催化劑為大孔徑酸性陽離子交換樹脂，型號為lc-51或nkc-9。
所述的固定床反應器的反應溫度為70~90℃，反應壓力為0.1~0.3mpa。
所述的固定床反應器的空速3~7h-1。
本發(fā)明對傳統(tǒng)的乳酸酯化反應方法進行了改進，克服了液體酸催化劑引起的設備腐蝕和污水污染環(huán)境問題，引入酸性陽離子交換樹脂催化劑，在保證乳酸轉(zhuǎn)化率的前提下，將間歇酯化改進為液固催化連續(xù)酯化，改善了操作條件，提高了設備生產(chǎn)能力，降低了生產(chǎn)周期，連續(xù)催化反應產(chǎn)物中乳酸酯的質(zhì)量分數(shù)在40~50%，乳酸的轉(zhuǎn)化率在68%以上。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
實施例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)量分數(shù)為95%的乳酸和質(zhì)量分數(shù)為95%的甲醇在原料罐內(nèi)混合均勻；（2）通過進料泵打入裝載有l(wèi)c-51型酸性陽離子交換樹脂的固定床反應器內(nèi)，控制反應溫度為80℃，反應壓力為0.3mpa，空速5h-1；（3）對酯化反應產(chǎn)物進行氣相色譜分析，乳酸甲酯的質(zhì)量分數(shù)為45%，乳酸的轉(zhuǎn)化率為73%。
實施例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)量分數(shù)為95%的乳酸和質(zhì)量分數(shù)為95%的乙醇在原料罐內(nèi)混合均勻；（2）通過進料泵打入裝載有nkc-9型酸性陽離子交換樹脂的固定床反應器內(nèi)，控制反應溫度為70℃，反應壓力為0.2mpa，空速4h-1；（3）對酯化反應產(chǎn)物進行氣相色譜分析，乳酸甲酯的質(zhì)量分數(shù)為42%，乳酸的轉(zhuǎn)化率為68%。