基于醋酸稀溶液絡(luò)合萃取過程研究

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1、南京工業(yè)大學碩士學位論文醋酸稀溶液絡(luò)合萃取過程研究姓名：徐晨申請學位級別：碩士專業(yè)：化學工程指導教師：管國鋒20040501南京工業(yè)大學碩士論文摘要車間溶劑回收塔頂餾出物醋酸稀溶液，在綜述了出采用具有高效性和高選擇性的絡(luò)合萃取法來分本文選用磷酸三丁酯(TBP)、三烷基胺(7301)為絡(luò)合劑，煤油、甲苯、正辛醇、氯仿為稀釋劑，在絡(luò)合萃取平衡實驗的基礎(chǔ)上，篩選出合適的萃取劑組分。研究了水油相比、醋酸稀溶液初始濃度、三烷基胺和正辛醇的含量、平衡水相pH值、溫度、鹽析效應(yīng)等因素對醋酸絡(luò)合萃取平衡的影響，利用減壓蒸餾法進行萃取劑再生，研究了再生條件并驗證了再生效果。采用極差分析、統(tǒng)計分析軟件和BP神經(jīng)網(wǎng)

2、絡(luò)分別對醋酸稀溶液絡(luò)合萃取平衡正交試驗結(jié)果進行了分析，確定了醋酸絡(luò)合萃取過程的主要影響因素、三元混合萃取劑的最佳配比和最優(yōu)操作條件，并對醋酸絡(luò)合萃取過程的分配系數(shù)進行了預測，從而對操作條件進行優(yōu)化分析。采用紅外光譜探討了萃取劑絡(luò)合萃取醋酸稀溶液過程的機理，解釋了稀釋劑在絡(luò)合萃取過程中的主要作用，在此基礎(chǔ)上推導了有明確物理意義、同時考慮物理萃取的醋酸稀溶液絡(luò)合萃取液-液平衡數(shù)學模型，并研究了極性稀釋劑含量對絡(luò)合比的影響。在研究醋酸稀溶液多級萃取特性和操作條件的基礎(chǔ)上，探討了轉(zhuǎn)盤塔絡(luò)合萃取醋酸工藝過程，用正交試驗優(yōu)化分析了操作條件。針對一定生產(chǎn)任務(wù)和分離要求，在一定操作條件下初步對轉(zhuǎn)盤塔絡(luò)合萃取醋

3、酸稀溶液整個工藝過程進行設(shè)計，并對其進行了經(jīng)濟評價。門開究結(jié)果表明：(1)綜合考慮三烷基胺(7301)為萃取劑，正辛醇、煤油作為稀釋劑效糶好，絡(luò)合萃取劑的最佳配比為30％7301．50％正辛醇-20％煤油。(2)隨著醋酸稀溶液初始濃度、水油相比、pH值和溫度的增加，分配系數(shù)隨之下降；隨著一定范圍內(nèi)絡(luò)合劑7301和極性稀釋劑正辛醇含量的增加，分配系數(shù)隨之升高；無機鹽氯化鈉、硫酸鈉和硝酸鈉的加入提高了分配系數(shù)。其影響強弱次序為：硝酸鈉>氯化鈉>硫酸鈉。(3)高溫反萃有較好的效果，且蒸餾釜溫度控制在175～185。C是保證蒸出率的關(guān)鍵，再生的萃取劑多次萃取和反萃期間其萃取效果基本不變。(4)根據(jù)不同

4、胺酸比條件下負載醋酸的有機相紅外光譜圖，可以看出混合溶劑對醋酸的絡(luò)合萃取是離子化和氫鍵締合共同作用機理。根據(jù)醋酸絡(luò)合萃取規(guī)律，推導出了同時考慮物理萃取的醋酸絡(luò)合萃取液一液平衡數(shù)學模型和水相pH值對醋酸稀溶液萃取平衡影響的數(shù)學模型。隨著極性稀釋劑正辛醇含量的增加，醋酸和三烷基胺的絡(luò)合比隨之增大。(5)正交試驗過程在所選因素水平范圍內(nèi)的最優(yōu)條件為：O．2331moi-L一的醋酸、體積百分比為30％的三烷基胺和50％的正辛醇、溫度25。C；最優(yōu)條件下的分配系數(shù)實驗值為4．80；在影響醋酸絡(luò)合萃取過程的因素中，正辛醇的體積百分比最顯著，其次為三烷基胺的體積百分比。(6)在試驗研究范圍內(nèi)，隨著醋酸稀溶液

5、初始濃度的降低、兩相流量的增大，轉(zhuǎn)盤塔萃取率隨之增r，徐晨：醋酸稀溶液絡(luò)合萃取過程研究2004年5月j／』，f(大；實驗范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速的影響不明顯，在250轉(zhuǎn)／分時轉(zhuǎn)盤塔萃取率較高；水油兩相相比＼增大時，萃取率隨之下降。在正交試驗研究范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)盤塔絡(luò)合萃取醋酸萃取率達到最佳值的操作條件為：醋酸濃度0．50％(姒，)、復合萃取劑流量為10．ooL-h～、水油相比為l：1。(7)針對處理量為20T／h的1％(wt．)(0．1617mol·L’1)的醋酸稀溶液，要求醋酸脫除率為95％，初步設(shè)計轉(zhuǎn)盤塔塔徑為1．02m，塔高為6．35m。用模擬軟件HYSIS初步設(shè)計溶劑回收塔，塔徑為O．61rn(精餾段)和

6、1．22～1．37m(提餾段)，塔高為7．92～9．14m。(8)設(shè)計了包括醋酸絡(luò)合萃取轉(zhuǎn)盤塔的整個工藝過程，繪制了帶控制點的管道和儀表控制流程圖并進行經(jīng)濟23，481，693元。收益約為4，342，400元，該項目周期內(nèi)(10年)的凈現(xiàn)值約為關(guān)鍵詞：絡(luò)臺萃取分配系數(shù)三烷基胺醋酸轉(zhuǎn)盤塔IJ年羅南京工業(yè)是擘碩士論文2004年5月ABSTRACTTheaceticacidfromdilutesolutionsoftopproductofsolventrecoverytowerinPTAworkshopofYPCwasaimedasthebackground．Onbasisofallkindsofs

7、eparativeways，thecomplexextractionwithhighcapacitiesandselectivitieswaschosentoseparatetheaceticacidfromdilutesolutions．Tributylphosphate(TBP)andtrialkylamine(7301)wereselectedaseomplexingagent，andker