液膜技术处理低浓度6-氨基青霉烷酸溶液的研究

摘要

6-氨基青霉烷酸，简称6-APA，是合成各种半合成青霉素类药物的重要中间体，具有广泛的应用和广阔的市场。6-APA工业上主要由生物酶法合成，其具有反应条件温和、转化率高、污染少等诸多优点。6-APA的分离提纯主要选用结晶工艺，而结晶母液中会有少量的6-APA残留。这种低浓度的6-APA溶液直接排放不仅造成了资源浪费，同时提高了环保处理费用。由此，本文研究了应用液膜技术来处理低浓度的6-APA溶液，以实现的工业废液中6-APA的高效回收。
　　首先，以6-APA稀溶液为研究对象，通过实验研究了厚体液膜络合萃取回收6-APA的传质过程，确定了厚体液膜络合萃取过程实验条件下的较优条件，并对厚体液膜络合萃取动力学进行了研究。结果表明：取得实验条件下最佳萃取效果时原料相的pH为6.2左右；混合有机萃取剂中载体甲基三辛基氯化铵的较优浓度为0.70 mol/L；混合萃取剂：原料相:反萃相=0.8:1:1（体积比）；反萃相的较佳pH为1.5左右；反萃相为KCl的盐溶液，氯离子较优浓度为1mol/L。
　　其次，应用反萃相预分散式中空纤维支撑液膜(HFSLM-SD)萃取技术来处理低浓度6-APA溶液的过程。通过实验研究确定了实验条件下下HFSLM-SD的较优条件。结果表明：反萃相搅拌速率最佳为300rpm；较优的管程原料相流量150ml/min；壳程反萃相流量选择125ml/min；实验适宜的跨膜压差为6psi。通过4次连续实验对液膜稳定性进行了研究，说明了本实验中支撑液膜的连续性操作和支撑液膜的液膜稳定性都具有良好的效果。
　　最后，通过对HFSLM-SD萃取6-APA的过程进行传质分析，对传质过程进行了合理假设，并在此基础上建立了总传质系数模型。得到稳态下进料侧、膜内、反萃侧传质系数和总传质系数分别为得到得到kw=3.51×10-6 m/s，km=1.81×10-6 m/s，ks=6.52×10-6 m/s，总传质系数K=1.18×10-6 m/s，说明中空纤维膜络合萃取6-APA的传质过程中的阻力主要集中在跨膜传质过程中；通过对比实验过程中原料相6-APA浓度随时间变化，验证了模型的准确性。
　　本文运用液膜技术耦合络合萃取对低浓度6-APA溶液的处理进行了实验研究，取得了一定效果，可为其他学者在低浓度6-APA的处理工艺研究以及液膜技术的应用研究提供一定借鉴。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 文献综述

1.1 6-氨基青霉烷酸简介

1.2 液膜萃取技术简介

1.3中空纤维膜萃取分离过程

1.4 本文的主要研究内容及意义

第二章 厚体液膜络合萃取处理低浓度6-APA溶液的传质过程研究

2.1 实验准备

2.2 实验操作

2.3 实验结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 反萃相预分散式中空纤维支撑液膜萃取法处理低浓度6-APA溶液

3.1 支撑液膜（SLM）的操作方式

3.2 HFSLM-SD络合萃取6-APA传质过程分析

3.3 HFSLM-SD络合萃取6-APA实验研究

3. 4 实验结果与讨论

3.5 HFSLM-SD络合萃取6-APA传质模型的建立

3.6 本章小结

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢