聚甲基丙烯酸甲酯与氢氧化铝混合粉体分离工艺的研究

摘要

本课题是针对中国现在工业生产中产生的大量混合有的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粉料而提出的，特别是由于我国PMMA产品品种单调，数量较少，质量较差，不能满足国内市场需求，导致进口量逐年大幅增长的现状。混合塑料浮选以及矿物浮选的研究报道很多，工艺技术也非常成熟，但是针对现在塑料和无机矿物类的混合废料的浮选分离研究较少，而本课题研究的目的是通过研究获得适宜的浮选药剂、配料比、分离温度、分离时间等制备高纯度的PMMA。
　　本论文将分离研究工作划分为三个部分，即:浮选研究;溶剂法精制聚甲基丙烯酸甲酯;溶剂回收流程模拟设计。
　　首先，浮选研究是利用十八烷基三甲基氯化铵做浮选药剂，综合利用饱和氯化钠水溶液密度分选提高PMMA的表面疏水性和上浮性，使PMMA随气泡漂浮到溶液的表面。通过实验研究了浮选药剂的用量、浮选温度以及浮选时间等因素对浮选产率的影响。并通过响应面法确定最佳的工艺条件。结果表明用原料与十八烷基三甲基氯化铵的质量比11，浮选温度为34℃，浮选时间为1.1h时浮选效果最好，获得最高收率为12.4％。
　　其次，溶剂法精制PMMA，利用PMMA与氢氧化铝在乙酸中的溶解性不同进行分选，综合考察了溶剂的用量、分离温度、分离时间等因素对分选产率的影响，最后通过实验及响应面法回归分析确定最优条件为冰乙酸与混合粉料质量比为16.7，在87℃下反应1.5h，所获得PMMA产品产率高达82.1％。
　　经过两次分离以后，产品总收率达到90％以上，产品PMMA纯度达到95.7％。
　　最后，对溶剂法精制聚甲基丙烯酸甲酯所产生的乙酸-水混合溶液进行回收流程模拟，回收纯度为99.9％的乙酸，回收率达到98％，塔顶馏出物水的质量分数达到96％。通过简捷模拟和严格模拟计算优化，得到满足分离要求的模拟流程条件为:塔板数为40，进料位置为第5块塔板，回流比为3.2。
　　塔顶各参数为:温度100℃，压力为101.33kPa，塔顶馏出物流率为2545.5kg/h，塔顶冷负荷为-6.54MW。塔釜各参数为:温度124℃，压力为121.6kPa，塔底馏出物流率为2454.5kg/h，塔釜热负荷为6.98MW。
　　选择规格为25mm的陶瓷拉西环为填料，计算得到塔内径为3m，填料层的有效高度为18.5m，塔段压降为13.88kPa。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 前言

1．2 聚甲基丙烯酸甲酯与氢氧化铝混合粉体分离方法的研究

1．3 课题的研究内容和意义

2 聚甲基丙烯酸甲酯与氢氧化铝混合粉体浮选分离的研究

2．1 聚甲基丙烯酸甲酯与氢氧化铝混合粉体浮选分离实验

2．2 聚甲基丙烯酸甲酯与氢氧化铝混合粉体浮选分离实验结果

2．3 小结

3 溶剂法精制聚甲基丙烯酸甲酯的研究

3．1 溶剂法精制聚甲基丙烯酸甲酯实验

3．2 溶剂法精制聚甲基丙烯酸甲酯实验结果与分析

3．3 小结

4 精制聚甲基丙烯酸甲酯溶剂的回收工艺流程模拟

4．1 溶剂回收工艺流程模拟计算

4．2 溶剂回收模拟计算小结

5 总结

参考文献

致谢