[发明专利]一种1,2-丙二醇氧化制乳酸的产物分离工艺

说明书

本发明是提供一种1,2‑丙二醇（1,2‑PDO）选择性催化氧化制乳酸的产物分离工艺。分离对象是1,2‑PDO氧化制乳酸产物混合液，含有：NaOH水溶液、未反应的1,2‑PDO、乳酸、甲酸、乙酸和碳酸盐。分离工艺包含以下步骤：酸化、萃取、酯化、减压蒸馏、水解。此分离工艺将1,2‑PDO氧化混合物完全分离，得到高纯度乳酸和乳酸酐，收率高，采用酯移取剂，降低了分离能耗、设备投入成本的同时，分离出和加入的物质做到可回收循环利用，同时完全无废水排放，节约了成本，高效环保。

技术领域

本发明涉及一种1,2-丙二醇(1,2-PDO)氧化制乳酸的产物分离工艺，主要涉及一种甲酸、乙酸、1,2-丙二醇和乳酸的分离工艺。

背景技术

乳酸是一种多用途的精细化学品，乳酸及其盐类等衍生物目前已广泛用于食品、制药、化工、制革、纺织、环保和农业中。而乳酸通过缩聚反应制得的聚乳酸是一种绿色环保的新型生物基可降解材料，在纺织、塑料、包装、农用地膜、现代医药、3D打印等新兴领域具有广阔的应用前景。由于乳酸产品广泛的应用范围和巨大的市场潜力，尤其聚乳酸在生物可降解材料方面显示的优越功能，引起世界上相关研究生产机构和应用单位极大的研究兴趣。

2015年，全世界的乳酸产量约为20～25万吨，其中大约70% 采用发酵法生产，通过微生物菌种筛选和改良，以农副产品为原料，可从发酵法生产制得乳酸，再加入氢氧化钙中和，过滤，重结晶得到纯的乳酸钙，硫酸酸化制得化学纯的乳酸；但此方法工艺较复杂，效率低。用化学合成法制备乳酸，主要以乙醛和氢氰酸为原料，首先制备乳氰，再酸化得到乳酸，由于氢氰酸为剧毒化学品，此方法推广受到限制。

生物柴油是一种公认的清洁和可再生能源，发展生物柴油技术对保障经济和社会可持续发展具有重要的战略意义。随着世界范围内生物柴油产量迅猛增长，其副产物丙三醇（俗称甘油，约占生物柴油总量10%）严重过剩。将甘油转化为高附加值产品或基础原料，不仅可以降低生物柴油生产成本、推动清洁和可再生能源的广泛应用，而且可以为化学工业提供生物相容性好和可再生的生物基原料，经济和社会效益巨大。

开发以生物柴油副产的甘油为原料制取聚乳酸，不仅可以丰富聚乳酸产品的原料来源，而且在降低生产成本和减少工艺废水等方面具有竞争优势。自2006年以来，甘油选择性催化加氢制取1,2-丙二醇工艺已先后在美国和欧洲实现了工业化。1,2-丙二醇选择性催化氧化制取乳酸的基础和应用研究已取得了重大进展。但是未见1,2-丙二醇选择性催化氧化产物分离以及甲酸、乙酸与乳酸分离的报道与专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种1,2-PDO选择性催化氧化制乳酸的产物分离工艺。

1,2-PDO选择性催化氧化投料有：1,2-PDO、固体催化氧化催化剂、H₂O、NaOH、空气。

本发明的分离对象是1,2-PDO催化氧化制乳酸回收固体催化剂后的液相产物，含有：

NaOH 水溶液： 60.0 %～80.0 %（mol%），c(NaOH) = 1mol/L～5mol/L；

未反应的1,2-PDO： 1.0 %～10.0 %（mol%）；

乳酸（LA）: 13.0 %～25.0 %（mol%）；

甲酸(HCOOH)： 1.0 %～5.0 %（mol%）；

乙酸（HAc）： 3.0 %～10.0 %（mol%）；

碳酸盐（CO₃^2-）：2.0 %～5.0 %（mol%）。