醋酸稀溶液络合萃取过程研究

摘要

本文选用磷酸三丁酯(TBP)、三烷基胺(7301)为络合剂,煤油、甲苯、正辛醇、氯仿为稀释剂,在络合萃取平衡实验的基础上,筛选出合适的萃取剂组分.研究了水油相比、醋酸稀溶液初始浓度、三烷基胺和正辛醇的含量、平衡水相pH值、温度、盐析效应等因素对醋酸络合萃取平衡的影响,利用减压蒸馏法进行萃取剂再生,研究了再生条件并验证了再生效果.采用极差分析、统计分析软件和BP神经网络分别对醋酸稀溶液络合萃取平衡正交试验结果进行了分析,确定了醋酸络合萃取过程的主要影响因素、三元混合萃取剂的最佳配比和最优操作条件,并对醋酸络合萃取过程的分配系数进行了预测,从而对操作条件进行优化分析.采用红外光谱探讨了萃取剂络合萃取醋酸稀溶液过程的机理,解释了稀释剂在络合萃取过程中的主要作用,在此基础上推导了有明确物理意义、同时考虑物理萃取的醋酸稀溶液络合萃取液-液平衡数学模型,并研究了极性稀释剂含量对络合比的影响.在研究醋酸稀溶液多级萃取特性和操作条件的基础上,探讨了转盘塔络合萃取醋酸工艺过程,用正交试验优化分析了操作条件.针对一定生产任务和分离要求,在一定操作条件下初步对转盘塔络合萃取醋酸稀溶液整个工艺过程进行设计,并对其进行了经济评价.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1醋酸水溶液分离方法研究概况

1.1.1精馏法

1.1.2酯化法

1.1.3吸附法

1.1.4离子交换法

1.1.5液膜法

1.1.6渗透汽化的膜分离法

1.1.7电渗析法

1.1.8液-液萃取法

1.2本论文采用的分离方法

1.3络合萃取法概述

1.3.1基本原理

1.3.2络合萃取法的优势

1.3.3络合萃取法实施的关键

1.4络合萃取法研究进展

1.4.1酚类稀溶液络合萃取

1.4.2有机胺类稀溶液络合萃取

1.4.3醇类稀溶液络合萃取

1.4.4有机磺酸类稀溶液络合萃取

1.4.5带有两性官能团类有机物稀溶液络合萃取

1.4.6有机羧酸类稀溶液络合萃取

1.5本论文的意义及研究内容

1.5.1本论文的意义

1.5.2研究内容

第二章醋酸络合萃取平衡过程的研究

2.1试验及分析方法

2.1.1试剂及分析仪器

2.1.2试验流程框图

2.1.3分析方法

2.2络合萃取剂的筛选

2.2.1两元络合萃取剂体系萃取醋酸稀溶液

2.2.2三元络合萃取剂体系萃取醋酸稀溶液

2.3单因素变化对醋酸络合萃取平衡过程的影响

2.3.1络合萃取平衡时间的确定

2.3.2水油相比对络合萃取平衡的影响

2.3.3醋酸初始浓度对络合萃取平衡的影响

2.3.4络合剂含量对络合萃取平衡的影响

2.3.5 pH值对络合萃取平衡的影响

2.3.6温度对络合萃取平衡的影响

2.3.7盐析效应对络合萃取平衡的影响

2.4络合萃取剂的再生研究

2.4.1络合萃取剂再生装置

2.4.2络合萃取剂再生实验研究

2.4.3再生后络合萃取剂效果验证

第三章醋酸稀溶液络合萃取过程优化与分析

3.1醋酸络合萃取过程正交试验设计与结果统计分析

3.1.1试验方案设计及试验结果

3.1.2最优萃取剂条件下的液-液平衡实验

3.1.3醋酸络合萃取正交试验结果统计分析

3.2醋酸络合萃取过程试验结果BP神经网络分析

3.2.1误差反向传播学习算法(简称BP)神经网络

3.2.2醋酸络合萃取过程试验结果BP神经网络的计算

3.2.3醋酸络合萃取过程试验结果预测与分析

第四章醋酸络合萃取过程规律的研究

4.1三烷基胺萃取醋酸过程的机理分析

4.1.1负载有机相红外谱图的研究

4.1.2稀释剂作用

4.2醋酸稀溶液络合萃取平衡模型

4.2.1络合萃取平衡的描述

4.2.2醋酸络合萃取的相平衡

4.2.3络合萃取醋酸模型的推导

4.2.4不同稀释剂条件下的络合比

4.2.5 pH值对醋酸稀溶液萃取平衡影响的数学模型

第五章醋酸络合萃取转盘塔工艺过程研究

5.1转盘塔的特点和应用研究概述

5.1.1转盘塔的流体特性

5.1.2转盘塔的轴相返混

5.1.3转盘塔的传质特性

5.2转盘塔络合萃取醋酸的实验研究

5.2.1实验设备及流程

5.2.2醋酸稀溶液多级萃取操作特性

5.2.3醋酸稀溶液络合萃取过程的操作条件

5.2.4单因素工艺条件过程探索

5.2.5多因素工艺条件过程探索

5.3醋酸络合萃取转盘塔设计计算

5.3.1本文所用转盘塔的参数计算

5.3.2转盘塔放大设计计算

5.4溶剂回收塔初步设计

5.5醋酸络合萃取转盘塔工艺过程设计

5.6醋酸络合萃取过程技术经济分析

5.6.1技术经济分析概述

5.6.2络合萃取法分离醋酸稀溶液的技术经济分析

第六章结论与展望

参考文献

符号说明

硕士期间发表论文

致谢