การสังเคราะห์เอทิลแลกเตทโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาพูโรไลท์ ซี100อี เหลือทิ้งที่ผ่านการฟื้นฟูสภาพด้วยกรด

Abstract

โครงงานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำพูโรไลท์ ชี100อี ซึ่งเป็นเรชินแลกเปลี่ยนไอออนชนิดกรดแก่เหลือทิ้ง มาผ่านกระบวนการฟื้นฟูสภาพด้วยกรดไฮโดรคลอริกและนำไปประยุกต์ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในการสังเคราะห์เอทิลแลกเตทจากเอทานอลและกรดแลกติก ผ่านปฏิกิริยาเอสเทอร์ริฟิเคชัน โดยในการทดลองได้ทำการศึกษาความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริกที่มีความเหมาะสมระหว่าง ความเข้มข้นร้อยละ 4 โดยปริมาตร และความเข้มข้นร้อยละ 6 โดยปริมาตร ในการฟื้นฟูสภาพเรชินและศึกษาเวลาในการเกิดเอทิลแลกเตทในปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน ซึ่งให้ร้อยละผลได้ของเอทิลแลกเตท สูงสุด โดยควบคุมอัตราส่วนโดยโมลระหว่างเอทานอลและกรดแลกติกที่ 3:1 อุณหภูมิ 80 องศาเซลเชียส ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาร้อยละ 3 โดยน้ำหนักต่อปริมาตรของกรดแลกติก ผลการทดลองพบว่า ความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริกที่เหมาะสมในการฟื้นฟูสภาพมีความเข้มข้นร้อยละ 6 โดยปริมาตร ระยะเวลาในการทำปฏิกิริยาที่เหมาะสม 240 นาที ให้ร้อยละผลได้ 48.75 และนำมาเปรียบเทียบเทียบ ประสิทธิภาพกับตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงพานิชย์ที่เป็นของแข็ง แอมเบอร์ลิสต์ 15 พบว่า พูโรไลท์ ชี100อี ที่ผ่าน การฟื้นฟูสภาพด้วยกรดไฮโดรคลอริกที่ความเข้มข้นร้อยละ 6 โดยปริมาตรให้ร้อยละผลได้ที่ใกล้เคียง กันในช่วงเวลา 60-240 นาที ที่ทำการศึกษา ผลการทดลองที่ได้พบว่าสามารถนำเรชินแลกเปลี่ยน ไอออนชนิดกรดแก่เหลือทิ้งมาผ่านการฟื้นฟูสภาพและนำกลับมาใช้ใหม่ในลักษณะการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อเป็นการเพิ่มมูลค่าของเหลือทิ้ง และยังเป็นแนวทางในการพัฒนาการสังเคราะห์เอทิลแลกเตท ต่อไปในอนาคต

This study aims to upgrade and reuse Purolite C100E, a kind of strong acid exchange resin, through a regeneration process using hydrochloric acid. The regenerated product was then utilized as a catalyst for the synthesis of ethyl lactate through an esterification process. The reaction was carried out at 80 °C using ethanol and lactic acid, at the molar ratio of 3:1, as starting chemicals. In this study, the effects of concentration of HCl and the reaction time on percentage yield of ethyl lactate were investigated. From the result, it was found that the optimum concentration of HCl was 6% (v/v) while the optimum reaction time was 240 min. These conditions resulted in the percentage yield of ethyl lactate of greater than 45 The efficiency of this catalyst was also comparable to that obtained by using a commercial catalyst, namely Amberlyst 15. In overall, this study demonstrated that it was possible to develop and utilize the catalyst, derived from the regenerated acid exchange resin, for the synthesis of ethyl lactate via an esterification process. This approach is promising and in line with the circular economic model