[發明專利]一種制備乳酸酯的方法

有效

• 申請號: 201811459293.4
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111253251B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 夏長久;劉聿嘉;王亞敏;彭欣欣;羅一斌;朱斌;林民;舒興田
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C07C67/00
• 分類號: C07C67/00;C07C69/68;B01J29/80
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 周建秋;鄭永勝

本發明涉及一種制備乳酸酯的方法，該方法包括：將丙酮醛和醇與催化劑在反應器中接觸并進行反應，得到含有乳酸酯的產物；其中，所述丙酮醛與醇的摩爾比為1：(20?225)，反應溫度為30?180℃，反應時間為1?10h，所述催化劑含有鈦硅分子篩和錫硅分子篩的混合物，丙酮醛與以干基重量計的鈦硅分子篩和錫硅分子篩的混合物的重量比為1：(0.1?6)。本發明的方法具有高丙酮醛轉化率和乳酸酯的產率。

技術領域

本發明涉及一種制備乳酸酯的方法。

背景技術

乳酸甲酯，羥基羧酸酯類化合物，化學式C₄H₈O₃，無色液體，易燃，溶于水、乙醇、有機溶劑，具有刺激性，密度1.09，沸點144.8℃，熔點-66.2℃。乳酸甲酯是重要的含氧有機化學中間體，可作為高沸點溶劑、洗凈劑、合成原料等，廣泛應用于醫藥、樹脂涂料、膠粘劑、清洗劑、干洗液、印刷油墨、化妝品和煙酒、飲料等食品行業。比如，可用作硝酸纖維素、醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、醋酸丙酸纖維素以及纖維素醚的溶劑。作硝酸纖維素漆和涂料的溶劑時，可提高涂料的抗發白性和延展性。作為重要的化工原料，主要用作合成香料和除草劑。乳酸甲酯也是制備乳酸的前驅體，以乳酸為單體合成的聚乳酸是一種無毒且易降解的生物塑料，不僅可以替代聚乙烯和聚丙烯等傳統塑料，而且具有獨特的抗菌性和生物相容性。乳酸乙酯、乳酸丁酯等乳酸酯類化學品都在日常生活和工業生產中有重要應用。

傳統的乳酸酯生產方法是用乳酸和醇做原料進行酯化反應而得到的乳酸酯。乳酸的生產主要采用糖類發酵法和化學合成法。發酵法使用糖類物質作為原料，發酵體系的pH值需維持在5.5-6.5范圍內，但隨著乳酸的不斷生成，pH值逐漸降低，所以需要在反應過程中不斷加入氧化鈣或碳酸鈣以平衡體系的酸堿度。生成的乳酸鈣經硫酸處理得到粗乳酸，同時產生大量廢鹽(硫酸鈣)。然而，粗乳酸難以分離，需先與醇反應生成沸點相對較低的乳酸酯，再經蒸餾分離和水解反應得到高純度乳酸。該過程反應路線長、生產成本高且產生大量固體廢渣，導致目前乳酸尚無法實現大規模生產和應用。常用的化學合成方法為乳腈法和丙酸法，乳腈法使用乙醛和劇毒物氫氰酸作為反應原料，濃硫酸為催化劑，因此其生產過程污染嚴重且存在安全隱患。丙酸法使用有毒氯氣作為原料，不僅對操作安全性和密閉性要求較高，而且易對大氣環境造成污染。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備乳酸酯的方法，本發明的方法具有高丙酮醛轉化率和乳酸酯的產率。

為了實現上述目的，本發明提供一種制備乳酸酯的方法，該方法包括：

將丙酮醛和醇與催化劑在反應器中接觸并進行反應，得到含有乳酸酯的產物；其中，所述丙酮醛與醇的摩爾比為1：(20-225)，反應溫度為30-180℃，反應時間為1-10h，所述催化劑含有鈦硅分子篩和錫硅分子篩的混合物，丙酮醛與以干基重量計的鈦硅分子篩和錫硅分子篩的混合物的重量比為1：(0.1-6)。

可選的，所述錫硅分子篩選自MFI型錫硅分子篩、MEL型錫硅分子篩、BEA型錫硅分子篩、MWW型錫硅分子篩、MOR型錫硅分子篩、六方結構錫硅分子篩和FAU型錫硅分子篩中的一種或多種。

可選的，所述鈦硅分子篩選自MFI型鈦硅分子篩、MEL型鈦硅分子篩、BEA型鈦硅分子篩、MWW型鈦硅分子篩、MOR型鈦硅分子篩、TUN型鈦硅分子篩和六方結構鈦硅分子篩中的一種或多種。

可選的，所述錫硅分子篩選自Sn-MFI分子篩、Sn-MEL分子篩、Sn-Beta分子篩、Sn-MCM-22分子篩、Sn-MOR分子篩、Sn-MCM-41分子篩、Sn-SBA-15分子篩和Sn-USY分子篩中的一種或多種。

可選的，所述鈦硅分子篩選自TS-1分子篩、TS-2分子篩、Ti-Beta分子篩、Ti-MCM-22分子篩、Ti-MOR分子篩、Ti-TUN分子篩、Ti-MCM-41分子篩、Ti-SBA-15分子篩和Ti-ZSM-48分子篩中的一種或多種。