[发明专利]酯化反应－渗透汽化膜分离集成工艺生产维生素C的方法

说明书

技术领域

本发明涉及酯化工业中渗透汽化膜技术的应用，尤其涉及是采用酯化反应-渗透汽化膜分离集成工艺生产维生素C的方法。

背景技术

V_C是人体必需而自身不能合成的营养成份，是世界卫生组织和联合国工业发展组织共同确定的26种基本药物之一，对人体有防病保健功能及辅助治疗作用，因此，V_C的生产规模和产量不断扩大。

V_C的生产过程中的重要环节之一是甲醇与2-酮基-L-古龙酸(以下简称：2-KLG)甲酯化反应生成2-酮基-L-古龙酸甲酯(以下简称：2-Me-KLG)。目前，传统工艺进行V_C生产的酯化反应大多都维持在甲醇与2-KLG的重量比为1～1.5的液态体系中。其反应式如下：

上述甲酯化反应所得到的2-Me-KLG与碳酸氢钠反应生成维生素C钠，再通过氢型树脂即可将维生素C钠转化为产品V_C。但此步酯化反应的酯转化率受到副产物--水的抑制；使反应收率难以提高，影响到V_C工艺及其产率。

Q.L.Liu，H.F.Chen.的文章“Modeling of esterification of acetic acidwith n-butanol in the presence of Zr(SO₄)₂4H₂O coupled pervaporation”(《Journal of Membrane Science》2002，196：171-178)采用PVA复合膜研究酯化反应-渗透汽化集成技术对乙酸与正丁醇酯化反应的影响，实验表明在初始正丁醇/乙酸质量比为1.98、膜面积与反应液体积的比值0.23cm^-1、80℃的条件下，采用集成技术的酯产率由原来的75％左右升至90％左右。

王乐夫，李雪辉的“酯化反应耦联渗透汽化膜过程对平衡移动的影响”(《化学反应工程与工艺》1999，15(4)：443～449)中，采用PVA/PAN复合膜，考察了渗透汽化-酯化反应耦联复合膜反应器中乙酸正丁酯的合成过程因素对酯化反应化学平衡移动的影响，结果显示，在较高反应温度(80℃)和较高的初始反应液中醇/酸质量比(大于1.24)以及高的膜面积与反应液体积之比(0.5cm^-1)的条件下，反应9小时后达到酯的高产率。

Benedict D.J，Parulekar S.J，Tsai Shih-Perng.在文章“Pervaporation-assisted esterification of lactic and succinic acids withdownstream ester recovery”(《Journal of Membrane Science》2006，281：435-445)公布了采用GFT-1005膜的酯化反应-渗透汽化集成技术在乳酸乙酯合成反应中的实验研究，结果表明，在膜面积与反应液体积的比值0.091cm^-1、初始乙醇/乳酸质量比为0.64、95℃的条件下，8小时后，乳酸乙酯产率约为85％。

M.T.Sanz和Jurgen Gmehling先后在“Esterification of acetic acid withisopropanol coupled with pervaporation Part I：Kinetics and pervaporationstudies”(《Chemical Engineering Journal》.2006，123：1-8)和“Esterificationof acetic acid with isopropanol coupled with pervaporation Part II：Study of apervaporation reactor”(《Chemical Engineering Journal》2006，123：9-14)中表明，使用PERVAP^2201膜选择性脱除异丙醇/醋酸酯化反应中的生成水，随着异丙醇/醋酸投料摩尔比、膜面积与反应液体积的比值、操作温度以及催化剂的添加量的增大，酯产率均有不同程度的提高，但是反应时间过长，10小时后才突破常规酯化反应平衡。