[发明专利]一种制备乳酸的方法

说明书

本发明涉及一种制备乳酸的方法，该方法包括：将糖和水与催化剂在反应器中接触并进行反应，得到含有乳酸的产物；其中，所述糖与水的摩尔比为1：(50‑1600)，反应温度为150‑250℃，反应时间为10‑50h，所述催化剂含有钛硅分子筛和锡硅分子筛的混合物，糖与以干基重量计的钛硅分子筛和锡硅分子筛的混合物的重量比为1：(0.1‑6)。本发明的方法具有高糖转化率和乳酸的产率。

技术领域

本发明涉及一种制备乳酸的方法。

背景技术

乳酸(学名：2-羟基丙酸)是一种化合物，它在多种生物化学过程中起作用，分子式是C₃H₆O₃。它是一个含有羟基的羧酸，因此是一个α-羟酸。在水溶液中它的羧基释放出一个质子，而产生乳酸根离子。在发酵过程中乳酸脱氢酶将丙酮酸转换为左旋乳酸。在一般的新陈代谢和运动中乳酸不断被产生，但是其浓度一般不会上升。乳酸为无色液体，工业品为无色到浅黄色液体。无气味，具有吸湿性，相对密度1.200，熔点18℃，沸点122℃，闪点大于110℃，与乙醇、乙醚、水、甘油混溶，不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚，广泛应用于食品行业、医药行业、工业、化妆品业、农业畜业。

传统的乳酸生产方法主要采用糖类发酵法和化学合成法。发酵法使用糖类物质作为原料，发酵体系的pH值需维持在5.5-6.5范围内，但随着乳酸的不断生成，pH值逐渐降低，所以需要在反应过程中不断加入氧化钙或碳酸钙以平衡体系的酸碱度。生成的乳酸钙经硫酸处理得到粗乳酸，同时产生大量废盐(硫酸钙)。然而，粗乳酸难以分离，需先与醇反应生成沸点相对较低的乳酸酯，再经蒸馏分离和水解反应得到高纯度乳酸。该过程反应路线长、生产成本高且产生大量固体废渣，导致目前乳酸尚无法实现大规模生产和应用。常用的化学合成方法为乳腈法和丙酸法，乳腈法使用乙醛和剧毒物氢氰酸作为反应原料，浓硫酸为催化剂，因此其生产过程污染严重且存在安全隐患。丙酸法使用有毒氯气作为原料，不仅对操作安全性和密闭性要求较高，而且易对大气环境造成污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备乳酸的方法，本发明的方法具有高糖转化率和乳酸的产率。

为了实现上述目的，本发明提供一种制备乳酸的方法，该方法包括：

将糖和水与催化剂在反应器中接触并进行反应，得到含有乳酸的产物；其中，所述糖与水的摩尔比为1：(50-1600)，反应温度为150-250℃，反应时间为10-50h，所述催化剂含有钛硅分子筛和锡硅分子筛的混合物，糖与以干基重量计的钛硅分子筛和锡硅分子筛的混合物的重量比为1：(0.1-6)。

可选的，所述锡硅分子筛选自MFI型锡硅分子筛、MEL型锡硅分子筛、BEA型锡硅分子筛、MWW型锡硅分子筛、MOR型锡硅分子筛、六方结构锡硅分子筛和FAU型锡硅分子筛中的一种或多种。

可选的，所述钛硅分子筛选自MFI型钛硅分子筛、MEL型钛硅分子筛、BEA型钛硅分子筛、MWW型钛硅分子筛、MOR型钛硅分子筛、TUN型钛硅分子筛和六方结构钛硅分子筛中的一种或多种。

可选的，所述锡硅分子筛选自Sn-MFI分子筛、Sn-MEL分子筛、Sn-Beta分子筛、Sn-MCM-22分子筛、Sn-MOR分子筛、Sn-MCM-41分子筛、Sn-SBA-15分子筛和Sn-USY分子筛中的一种或多种。

可选的，所述钛硅分子筛选自TS-1分子筛、TS-2分子筛、Ti-Beta分子筛、Ti-MCM-22分子筛、Ti-MOR分子筛、Ti-TUN分子筛、Ti-MCM-41分子筛、Ti-SBA-15分子筛和Ti-ZSM-48分子筛中的一种或多种。

可选的，所述催化剂中钛硅分子筛与锡硅分子筛的混合重量比为1：(0.1-10)。

可选的，所述钛硅分子筛中二氧化钛与二氧化硅的摩尔比为(0.01-10)：100，优选为(0.05-5):100；