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化工进展
2010年第29卷第4期
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
683
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进展与述评
乳酸生产丙烯酸硏究进展
李玉皎,于道永
(中国石油大学(华东)化学化工学院生物工程与技术中心,山东青岛266555
摘要:随着石油资源的目淅短缺,丙烯酸的生产受到了较大影响,如何利用可再生资源生产丙烯酸显得尤为
重要。发酵法生产乳酸工艺已经比较成熱,以发酵乳酸为原料脱水转化为丙烯酸成为生产丙烯酸的一种有效途
径。本文综述了丙烯酸的主要生产途径,重点是乳酸脱水制备丙烯酸的研究现状,并指出了乳酸制备丙烯酸的
发展前景
关键词:乳酸;丙烯酸;可再生资源
中图分类号:TQ316.1文献标识码:A文章编号:1000-6613(2010)04-0683-07
Progress in acrylic acid production from lactic acid
LI Yujiao, YU Daoyong
Center for Bioengineering and Biotechnology, College of Chemistry &Chemical Engineering
China University of Petroleum, Qingdao 266555, Shandong, China)
Abstract: Acrylic acid production has been greatly affected by the increasing shortage of petroleum
and it is particularly important to investigate how to produce acrylic acid from renewable resources
Lactic acid production by fermentation from renewable resources is a mature process, hence
dehydrating lactic acid to acrylic acid might be an effctive alternative way for acrylic acid production
This paper provides a review on the main approaches of acrylic acid production with particular focus
on the current research situation for lactic acid dehydration methods, prospects for acrylic acid
production from lactic acid are also discussed
Key words: lactic acid; acrylic acid; renewable resource
丙烯酸及其酯是现代有机化工中重要的基础
原料和高分子单体,在精细化工的应用中占有招当1丙烯酸生产的主要途径
重要的地位,其高聚物具有优良的耐候、耐紫外光、1.1生物法
耐水、耐热等特性,从而使其在涂料、黏合剂、塑
目前生物法生产丙烯酸的原料主要有丙烯
料、纺织、造纸、橡胶、石油、水处理、化纤、制腈2、丙烯酰胺、糖和乳酸?。丙烯腈、丙烯
革等方面得以广泛应用。
酰胺目前主要通过化学方法从石油产品中获得,是
然而,日前丙烯酸的生产原料归根结底还是来不可再生资源,随着石油价格上涨,以它们为原料
源于石油,随着石油资源的日渐匮乏,可再生的生采用生物法生产丙烯酸的成本必将随之上升。由于
物基丙烯酸替代石油基丙烯酸是大势所趋。其中,生物法制备丙烯酸的收率一般较低,或其收率相对
利用发酵乳酸脱水生产丙烯酸是最有可能取代石油
基丙烯酸的生产路线之一。本文综述了以生物质发收稿日期:200926;修政稿日期:200110
酵乳酸为原料生产丙烯酸的方法,并针对该课题的
基金项目:中国石油大学(华东)专项基金资助
第一作者简介:李玉皎(1985一),男,硕上研究生。联系人:于道
研究现状提出了仍需要解决的关键问题,为后续研
永,博士,副教授,主要从事应用化学方面的教学和科研工作。电话
究提供参考
0532-86981]32:E-maildayong(@upc.edu.cn
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化工进展
2010年第29卷
较高,但其原料不可再生或过程过于复杂,目前还如今,随着石油资源的蹑乏,催化生物质乳酸脱水
没有经济可行的生物法內烯酸生产工ど。
制备丙烯酸的硏究又被人们重新提起"2。乳酸脱
1.2化学法
水生产丙烯酸,可充分利用可再生资源,缓解单纯
丙烯酸的生产历程经历了几个阶段:氯乙醇化学法生产丙烯酸对石油资源造成的压力。但是由
法、氧乙醇法、高压 Reppe i法、烯酮法、丙烯腈水于催化体系、反应条件等各方面原因,目前乳酸生
解法、丙烯氧化法。目前世界上工业化的装置大产丙烯酸的工业化技术还不太成熟。乳酸脱水生产
多采用丙烯氧化法,即丙烯在催化剂作用下氧化生内烯酸的方法主要有生物法和化学法两种。
成丙烯酸,主要分为:丙烯直接氧化生成丙烯酸(
步法);丙烯先氧化生成丙烯醛,再进一步氧化生
脱羰基
成丙烯酸(两步法)。一步法的丙烯酸收率最多只
有65%,而两步法的丙烯酸收率可达80%。因此,
工.业装置采用两步法的居多。丙烯氧化法具有工艺
H2
先进、原料价格低廉、效率高等优点,发展迅速,
在丙烯酸及其酯的生产中占据主导地位
还
化学法工艺比较成熟,丙烯酸产率高;但其原
料来源于石油,生产能耗高,污染较严重,加上石
油资源日益匮乏,导致原料价格禁升,生产成本必
然增加。如何实现丙烯酸产业的绿色可持续发展,
成为目前研究者们较为关注的问题。
身脂化
1.3生物-化学法
生物-化学法是将生物技术与化学方法相结合,
将丙烯酸的生产原料由传统的化学法生产向生物法
图1乳酸的主要化学反应
生产过渡,实现可再生资源对化石资源的替代。首
先以可再生资源为原料,采用生物技术转化为生产2.1生物法转化乳酸生产丙烯酸
丙烯酸的中间产物,然后通过化学方法将中间产物
Danner等?发现 Clostridium propionicum厌氧
转化为丙烯酸产品是比较可行的方法。其中,乳酸发酵过程中,乳酸可以转化为丙烯酸。乳酸在CoA-
是生产丙烯酸较为合适的可再生中间原料,因为发转移酶的催化下先生成乳酰-CoA,然后在乳酰CoA
酵法生产乳酸已经比较成熟,乳酸脱水生产内脱水酶的催化作用下脱水生成丙烯酰-CoA,最后脱
烯酸成为目前研究较多的利用可再生資源生产丙烯去CoA-SH生成丙烯酸,但是只有在丙酰-CoA脱氢
酸的方法
酶被阻止时丙烯酸才有可能积累。据文献[16]报道
2乳酸生产丙烯酸
南京工业大学欧阳平凯院士所在的课题组采用微生
物转化乳酸生产丙烯酸,转化率已达到了85%。
乳酸是生物质发酵的主要产品之一,目前90%
生物法转化乳酸制备丙烯酸的优点是原料可
的乳酸采用细菌发酵法生产?,在厌氧发酵过程再生,乳酸发酵工艺已经比较成熟,利用可再生资

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