哈尔滨工业大学硕士学位论文
摘要
乙醇酸在医疗、化妆品、可降解塑料等领域均有着优异的性能，所以乙醇酸作
为化工中间体和终端产品越来越受到人们的关注。中国使用一氯乙酸制备乙醇酸
的工艺已经成熟，但是目前市场上售出的多是70%质量含量的水溶液，主要用于
对浓度和纯度要求不高的低端市场，不能满足高端市场的需求。本文使用萃取法提
取水溶液中的乙醇酸，具有低能耗、低污染、绿色、经济等诸多优点。
首先，使用高效液相色谱测试原料液，原料液中仅含有乙醇酸和乳酸两种酸，
不含有其他酸，其中乙醇酸浓度为2.631mol/L、乳酸浓度为0.512mol/L。做萃取
剂三月桂胺、虎皮灵、磷酸三丁酯、N416、辛基异噻唑啉酮、正辛醇和稀释剂D80、
正丁醚、2-辛酮、异戊醚的全交萃取实验，从萃取率、分离因子、水溶性、价格等
因素综合考虑，最终选定萃取体系1和萃取体系2。经过四组单因素萃取实验，从
多角度因素考虑，最终确定，萃取体系1的最佳条件是40℃、相比2.5:1的条件下
萃取pH2.12的原料液5min；萃取体系2的最佳条件是：30℃、相比4:1的条件
下萃取pH2.12的原料液5min。
再通过梯度浓度萃取实验和温度实验算得，萃取平衡常数KTDA-GA为0.2651、
KTDA-LA为0.4456、KOIT-GA为0.0931、KOIT-LA为0.1009，萃取过程吉布斯自由能变
化ΔGTDA-GA为-1.584kJ/mol，ΔGTDA-LA为-1.451kJ/mol，ΔGOIT-GA为-0.950kJ/mol，
ΔGOIT-LA为-0.458kJ/mol。通过斜率法确定萃合物的组成，并使用傅里叶红外吸收
光谱和基于密度泛函理论的模拟计算软件加以验证。最终确定，三月桂胺-酸的结
合方式有中性络合萃取和离子缔合萃取，萃合物组成仅有1:1一种；辛基异噻唑啉
酮-酸的结合方式有中性络合萃取，萃合物组成有1:1和2:1两种。
最后，做萃取体系1的12级逆流实验，乳酸萃取率为88.5%，乙醇酸萃取率
为48.1%，分离因子为0.53。做萃取体系2的11级逆流实验，乙醇酸萃取率为
93.5%，乳酸萃取率为91.8%，分离因子为1.02。综合考虑萃取率、经济性等因素，
选择萃取体系2进行乙醇酸提取经济衡核算和SWOT分析，发现年产1万吨乙醇
酸工厂五年即可回收投入成本，其后每年利润为3718万，与目前主流的乙醇酸提
取技术对比，萃取法提取乙醇酸具有良好的市场竞争力。
关键词：萃取；乙醇酸；三月桂胺；辛基异噻唑啉酮；密度泛函理论
-I-
哈尔滨工业大学硕士学位论文
Abstract
Glycolicacidhasexcellentpropertiesinthefieldsofmedicaltreatment,cosmetics,
anddegradableplastics,soglycolicacidhasattractedmoreandmoreattentionasa
chemicalintermediateandendproduct.Chinasprocessofusingmonochloroaceticacid
toprepareglycolicacidismature,butmostofthe70%aqueoussolutionssoldonthe
marketaremainlyusedinlow-endmarketsthatdonotrequirehighconcentrationand
purity,andcannotmeettheneedsofhigh-endmarkets.Inthisthesis,theextraction
methodisusedtoextractglycolic