膜萃取稀醋酸废水生产醋酸钙镁盐的研究

摘要

本文结合稀醋酸废水的合理回收和利用，以生产绿色化学品——醋酸钙镁盐为目的，以三烷基胺(7301)/煤油/正辛醇为萃取剂，采用磺化聚醚砜中空纤维膜对稀醋酸废水进行萃取，再用钙镁氧化物为反萃取剂，反萃取生成CMA。对其萃取的传质性能和萃取效果进行了详细的实验和分析。考察了醋酸浓度、有机相及水相两相流速、流量比、时间以及膜溶胀对萃取效果的影响；以及CaO-MgO为反萃剂时，反萃剂用量、投料钙镁比、反萃取时间、反萃取温度、搅拌速度对反萃取率的影响；在此基础上对膜萃取法做出经济衡算。结果表明： (1)单级膜萃取稀醋酸废水(2wt％)的最佳条件为：水相走壳程有机相走管程逆流、有机相与水相流量比为1.30、水相流量为0.23mL/min，在此条件下萃取率可达74％以上，总传质系数为3.06×10<'-7>m/s。采用二级萃取，总萃取率可达95％。 (2)对于逆流循环萃取，在相同的总萃取剂用量下，采用二级萃取的总萃取效果要好于一级萃取；膜溶胀使膜结构变得疏松，导致水通量变大、总传质系数上升、萃取率增大。 (3)反萃取的最佳条件为：反萃取剂采用质量浓度为100g/L的CaO-MgO乳状液、CaO-MgO与醋酸的摩尔比为1.0：2.0、投料钙镁摩尔比为2.9：7.1、反萃取时间为30min、反应温度为室温，醋酸利用率在97％以上。 (4)膜萃取法解决了络合萃取中溶剂夹带损失问题，减少了二次污染，降低了生产成本，为醋酸废水回收利用和CMA生产提供了新途径。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

1文献综述

1.1融雪剂概况

1.1.1除雪防滑方法

1.1.2化学除雪原理

1.1.3融雪剂的种类与危害

1.2醋酸钙镁盐

1.2.1醋酸钙镁盐的合成与应用

1.2.2醋酸钙镁盐对环境影响分析

1.2.3醋酸钙镁盐的其他应用

1.2.4醋酸废水

1.3膜萃取

1.3.1膜萃取的原理及特点

1.3.2膜萃取的传质特性

1.3.3膜萃取传质计算

1.3.4膜萃取的应用

2研究目的、意义和内容

2.1研究目的和意义

2.2研究内容

3连续膜萃取实验

3.1实验部分

3.1.1实验试剂与仪器

3.1.2实验装置

3.1.3实验方法

3.1.4分析方法

3.1.5醋酸标准曲线的测定

3.1.6分配系数的测定

3.1.7膜通量的表征

3.1.8膜萃取实际醋酸废水

3.2数据处理方法

3.3实验结果与讨论

3.3.1醋酸质量含量对分配系数的影响

3.3.2流动方式对萃取效果的影响

3.3.3温度变化对萃取效果的影响

3.3.4单相流量变化对萃取效果的影响

3.3.5两相流量比对萃取效果的影响

3.3.6两相流量变化对萃取效果的影响

3.3.7醋酸质量含量对萃取效果的影响

3.3.8二级萃取

3.3.9实际醋酸废水处理

3.4本章小结

4逆流循环膜萃取实验

4.1实验部分

4.1.1实验试剂与仪器

4.1.2实验装置

4.1.3实验方法

4.1.4分析方法

4.1.5分配系数的测定

4.2数据处理方法

4.3实验结果与讨论

4.3.1两相流量变化对萃取效果的影响

4.3.2剂水比变化对萃取效果的影响

4.3.3二级萃取

4.3.4膜溶胀对萃取效果的影响

4.4本章小结

5反萃取实验

5.1实验部分

5.1.1实验试剂与仪器

5.1.2实验方法

5.1.3分析方法

5.1.4 EDTA滴定法

5.2实验结果与讨论

5.2.1 CaO-MgO与醋酸摩尔比对反萃取的影响

5.2.2钙镁投料比对产品钙镁比的影响

5.2.3反萃取时间的确定

5.2.4搅拌转速的确定

5.2.5反萃取温度的确定

5.2.6醋酸钙镁盐成分测定结果

5.2.7有机相中的醋酸质量含量对反萃取率的影响

5.3本章小结

6经济衡算

6.1膜萃取法经济衡算

6.2膜萃取法与络合萃取法比较

6.3本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢