维普资讯 http://www.cqvip.com
乳酸乙酯工艺研究 赵计和张淑梅周立朝范万美李淑萍 （山西省应用化学研究所） 乳酸乙酪为无色透弱液体，具有醑类物 乳酸乙酯的制备采用通常的酯化法，即 质特有的香味，无毒。在工业上用作溶剂， 由乳酸与乙醇在催化剂存在下，反应脱水成 在饮食业中用来配制酒用香精，可作为啤 醑，再通过蒸馏精制成食品级或工业级产 酒、饮料的添加剂。 品。反应如下ｔ 催化荆 。ＣＨ。ＣＨＯＨＣＯＯＨ＋ＣＨ。ＣＨ２ＯＨ——— ＣＨ３ＣＨＯＨＣＯＯＣｊＨ ＋Ｈ２Ｏ 对于醑化区查，文献报道的催化剂种类 量，由试验得知．醇用量超过１．４摩尔时，由 很多，我们曾试用过离子交换树脂、杂多 于催化剂的相对浓度降低，使生成的乳酸乙 酸、固体酸、分子筛等多种摧化剂，并与硫 醑量减少，故选用１：１．４的酸醇摩尔 。 酸作了比较，从乳酸乙酯的收率来看，还是 （２）偿化剂用量： 以硫酸最佳，所以本试验选定硫酸作为催化 乳酸乙醑的生成量随着篷化剂的甩量增 剂＿ 加而增加。试验表明，硫酸用量过大会使物 试验材料 料严重炭化，所以选择乳酸与硫酸的摩尔比 乳酸－含量７０￣８０ ，工业级 为Ｉ：０．００１￣Ｉ：Ｏ．０１。 乙醇：试剂级 （３）反应时问对乳酸乙酯生成量的影 苯：试剂级 响ｔ 硫酸：含量９８ 从试验得知，回流反应时间有４ 小时即 ＝、试验内窖 可，但当反应物料中加有精制工序中分出 １．酯化反应： 在单口圆底烧瓶中加入 的高沸物时，回流反应时问大约需耍７小 乳酸，沸石，再按比例加入一定量的乙醇、 时。 硫酸和苯。然后装好回流冷凝器及分水器 （４）温度对酯化反应的影响ｌ （同共沸蒸馏法水分测定装置），用水浴加热 反应温度适当提高有利于乳酸乙酯的生 回流反应。反应物中的水和过量的乙醇与苯 成，考虑刭操作方便等困素，我们试验中采 以三元共沸物蒸出，在冷凝器中冷凝，于分 用水褡温度９７。ｃ。 水器中分为苯鏖和水层。苯层除苯外还有乙 （５）带水剂使用量的选择ｔ 醇，回流到反应器中继续反应。水层中含有 从试验得知，带亦剂苯的用量与乳酸的 的乙醇可集中回收。 重量比为１．０：１～１．５：１较为合适 （Ｉ）酸醇比： ２．乳酸乙酯的精制；酯化反应产物除 为了利于酯的生成，一般耍使乙醇过 含有乳酸乙酯外，还有来反应的乳酸、乙醇 １９９１年第４斯 维普资讯 http://www.cqvip.com
料 图精村步骤流程图 和硫酸以及生成的水和高分子缩台物。欲得 １数据可见，在上述反应条件下乳酸的酯化 到纯的乳酸乙酯，利用各组分沸点不同进行 反应在高沸残液不循环时，平均收率为理论 精馏是简单有效的精制方法，精制步骤如图 量的４８．Ｏ％。 所示。 ２．加入高沸残液乳酸酯化数据（表２）： 棕色透明的反应物过滤除去沸石，在水 由表２数据可见，在高沸残液循环使用时， 搭（９７。ｃ）上进行常压怏速蒸馏，馏出液 平均收率为理论量的６７．６ 。 （Ｄ ）含有水、苯、乙醇和少量乳酸乙酯。 ３．高沸残液单独酯化数据（表３）。 当馏出液明显减少、馏出温度显著下降后， 由表３数据可见，精制所得的高沸残留 停止常压蒸馏。 液单独进行酯化处理，反应物科的帛最大致 馏出禳Ｄ 进行常压分馏厦回收处理后， 为：乙醇：高沸残液：硫酸等于１：１： 可得到苯、乙醇、水。瓶中的残液（Ｒ－）与 ０·００３，酯化过程中如果使用带水剂除去系 常压蒸馏的残液（Ｒ）合并进行高效减压分 统内的水，可使乳酸乙酯的｛导量增加，精制 馏，得到产品乳酸乙酯，含量可达９７￣９９％。 后所得残液进行再次酯化处理后弃去。 其初馏分（Ｄ ｚ）与常压蒸馏馏出液（Ｄ ） ４．收率试验（表４） 合并进行常压分馏。高效分馏残液（Ｒ ｚ）可 由表４计算得出，总收率达到７６％以 进行回收利用 上。 高效分馏是通过一个高效分馏柱来完成 四、小试原料成本估算ｔ 的，柱子内径２１ｒａｍ，高］４０ｍ￣，内装１０× 带水剂苯及过置乙醇在实际操作中不能 ３ ｍｍ瓷环，以电热丝进行柱子保温，用调 得到完垒回收，经试验，乙醇的损失量（包 压器控制在 ～６ｏ。ｃ，在１导小时内可处理 括参加反应的乙醇）为加入乙醇量的 ， 苯为６７ 。现将小试中的原料消耗量、产品 ２７Ｉｇ物料，得到ＺｌＯ．４ｇ乳酸乙酯。 产量摘录如表５。 三 试验数据夏收率ｔ 产生１公斤乳酸乙酯原料消耗成本如表 在上述工艺条件下，取得数据整理如下： ６。 １．乳酸酯化反应数据（表１）。由表 五．结柬语 １９９１年第４ 山西化工 维普资讯 http://www.cqvip.com
袭１ 乙编号 醇 乳酸 硫酸 循环残液 （ｇ） Ｏ 燕 （ｇ） １２ｏ 时间 产品 高沸残液 收（ｇ） ４６．５ 率 （ｇ） ５２ ６４．５ ｌＯＯ （ｇ） ９０ （ｇ） ｏ．１～１．ｏ （小时） ７ （ｇ） ５６．ｏ ４７．５ ５３ ５６ ５７ ６４ ６，ｔ．５ ６４．５ ６４，．５ ６４，．５ ９０ ９０ ９０ ９０ ０．１～１．ｏ ｏ．卜一１．ｏ ｏ．１—１．ｏ ｏ．１—１．ｏ ０ ０ ０ ０ １ ２ｏ １ ２ｏ １２ｏ １２ｏ ７ ７ ７ ７ ５，１．７ ５４．６ ６２．２ ５８．．７ ４７．ｏ ４８．２ ４４．５ ４９．３ ，ｔ６．４ ，ｔ６．３ ５２．７ ４，９．７ ６５ ６４，．５ ９０ ｏ．卜一１．ｏ Ｏ １２ｏ ７ ５０．ｏ ５１．５ ４５．４ 平均 ５６．６ ４６．８ ，ｔ８．ｏ 裹２ 乙编号 ５４ ５５ ６０ 醇 （ｇ） ９８．ｏ ９８．ｏ ９９．３ 乳酸 ｌＯＯ （ｇ） ９０．ｏ ９０．ｏ ９０．ｏ 硫酸 循环残液 （ｇ） ，１６．５ ４７．ｏ ４８．２ 差 （ｇ） １２ｏ １２ｏ ｌ２０ 产品 高沸残液 酯化时间 收（ｇ） ７５．８ ７７．２ ７，ｔ．４ 率 ％ （ｇ） ０．１—１．ｏ ｏ．１—１．ｏ Ｏ．１一１．０ （ｇ） ７７．７ ７２．５ ８３．４ （小时） ７ ７ ７ ６５．８ ６１．４ ７０．７ ６ｌ ６６ ６７ ９６．７ ｌＯＯ．ｏ ｌＯ１．３’ ９０．ｏ ９０．ｏ ９０．Ｏ ０．１—１．１ ０．１—１．ｏ ｏ．１—１．ｏ ４，４．５ ４．９．３ ５．１．５ １２ｏ １２ｏ １ ２ｏ ７８．ｏ ８０．５ ８６．８ ７１．ｏ ７４．３ ７４．ｏ ７ ７ ７ ６６．１ ６８．２ ７３．６ 平均 ７９．８ ７４．５ ６７．６ 裹０ 乙编号 ５８ ６８ 醇 （ｇ） １５３．３ １４７．４ 乳酸 ｌｏｏ （ｇ） ０ ０ 硫酸 高沸残液 （ｇ） １４９． １４３．４ 苯 （ｇ） Ｏ Ｏ 时间 产品 生成残液 产品ｇ （ｇ） （ｇ） ｌｏ１．０ １４５．ｏ （ｇ） ｏ ｏ．１６ （小时） ７ ７ 沸残液ｇ ０．ＩＯ ｏ．２４ ｌ８．０ ３６．２ ６２ ６９ １１６．ｏ Ｉ５２．０ Ｏ ０ Ｏ．２５ ｏ．，１９ １１３．４ １４８．３ Ｏ ｏ ７ ７ ３７．２ ８３．４ ６７．ｏ ５８．ｏ ０．，３０ ｏ．５５ 裹４ 乙 套 乳酸 加入残液 编号 ’（ｇ） ６４ ６５ ６６ 盖 （ｇ） １２ｏ １２ｏ １２ｏ 硫酸 产品 生成残液 反应分 精制 出水 ＤＩ （ｇ） ５７．３ ４３．４ ７０．ｏ ｌＯＯ （ｇ） ９０．ｏ ９０．ｏ ９０．ｏ （ｇ） Ｏ ｏ ４９．３ （ｇ） ｏ．２ ０．２ ０．２ （ｇ） ５８．７ ５０．ｏ ８０．５ （ｇ） ４９．３ ５１．ｓ ７，ｔ．３ （ｇ） ６２．８ ６０．５ ６９．２ ６４．５ ６４．５ １ｏｏ．ｏ ６７ ６９ ｔｏ１·ｏ Ｉ５２ ９１７．ｏ ｏ ５１．５ ｌ４８．３ １２ｏ ｏ ｏ．２ ｏ．５ ８６．８ ８３．４ ７４．ｏ ５８．ｏ ６７．８ Ｏ ６８．４ ７５．８ 合计 ４８２．ｏ ３６ｏ．ｏ ４．８０．ｏ １．３ ３５９．４ ２６０． ：３１４．９ （下转４０页） ·８’ 山西化工 Ｉ９９１年第４期 维普资讯 http://www.cqvip.com
、 １１．导爆管管径破坏半径在传爆中将产 其炮孔 Ⅱ用率低，块矿率低，分别仅为非电 生拒爆。 导爆管雷管起爆系统的９１．７Ｎ和７３·５％Ｉ电 ｌ２．导爆管直径可摭细≥１．８ｒａｍ，而不 雷管起爆系统虽爆破效果较好，但其消耗较 影响传爆，并可在网络中对接使用（如 大，联接计算烦琐，安全性差。见表１。 图）。 五、结论 原采甩的火、电起爆系统，在效果和安 全方面远不如非电导爆管雷管起爆系统，非 拉细对接传爆图 电导爆系统既吸取了火、电导爆系统的优 四、非电导爆管重管起爆系统与电爆和 点，又克服了火、电爆破系统的缺点 经一 导火索重管起爆系统的经济效果比较 年多的陡用，来出现任何大小事故，操作简 在同断面、同眼数、同药量，不同起爆 单，效果较好，特别是消除了爆破人员的不 材料、系统的爆破经济效果，从表中的比较 安全心理，在操作过程中保证了安垒，值得 可看出，导火索雷管起爆系统虽单耗小，但 在全省硫铁矿矿山推广应用。 袭１ 三种起爆系统的爆破经济效果比较 片 号 指标名称 单位 电雷管起爆系统 火雷管起爆系统 非电寻爆管起爆系统 １． 平均消耗每发雷管单价 元／发 Ｏ．８３３ ０．５２１ ０．９６９ ２． 平均炮孔利用率 ８８．６ ８１．３ ８８．７ ３． 平均每发雷管爆破量 吨／发 １．０９２ １．００２ １．０９３ ４． 平均爆破块矿率 ６３ ５０ ８９ 备 １．电雷管起爆系统包括。电雷管、桥线、起爆干线和超爆线。 ２．火雷管起爆系统包括：火雷管 导火索、信号捻、点火捻， 注 ３非电导爆管起爆系统包括－导爆管，起爆雷管、击发雷管、导火索。 （上接８页） 裹６ 裹５ 原料 单价 数量 总价 （元／ｋｇ） （ｋｇ） （元） 乳酸 ５．９ｏ １·４３ ７．１５ 乙醇 ３．０９ ０．９６ ２．８８ ２．９９ ０．８９ １．７８ 台计 １１．８１ 本工艺可用稀乳酸或次品乳酸（如色度 生产过程中有少量废水及废科排出，废 不合格的乳酸）作原料生产乳酸乙酯，从而 水台有少量萃，可按含苯废水净化处理，废 降低产品成本。 料为沥青质物质，可在锅炉中烧掉。 ·４０‘ 山西化工 １９９１年第４期