环己烷氧化水洗液中己二酸回收工艺及基础研究

摘要

己二酸是重要的二元羧酸之一,是生产尼龙的主要原料.环己烷氧化水洗液是环己烷氧化过程中产生的废弃物,水洗液中含有大量的己二酸,为了回收水洗液中的己二酸,本文做了相关的基础研究.研究了采用反相高效液相色谱技术分析己二酸、戊二酸和丁二酸的分析条件.考察了流动相pH值等因素对三种二元酸分离测定的影响,确定了最佳的色谱分析条件. 绘制了定量分析测定己二酸、戊二酸和丁二酸的标准工作曲线,并得到了曲线的回归方程.在此基础上,分析了环己烷氧化水洗液的组成,测定了其中己二酸的含量.研究了硝酸氧化环己烷氧化水洗液回收己二酸的工艺条件,分别考察了硝酸用量、反应时间和催化剂对产品的影响:另外还考察了影响产品成色的因素,分析了硝酸氧化产品带有颜色的原因； 研究了重结晶对产品的影响,最终确定了最佳的工艺条件.在常压下采用U形振动管密度计和乌氏粘度计分别测定了环己酮与环己烷的混合液在293.15～343.15K下的密度和粘度,并由密度数据和粘度数据分别计算出了不同温度和组成下的超额体积V<'E>和超额粘度△η；同时分别将不同温度下的超额体积、超额粘度与组成的关系用Redlich-Kister方程进行了关联,最大标准偏差小于3﹪,说明此体系适合采用Redlich-Kister方程回归.建立了一套用激光监视技术测定常压固液平衡的实验装置,分别测定了温度在288.15～363.15K之间时己二酸、丁二酸在环己酮、环己醇、环己酮和环己醇混合体系以及N,N-二甲基甲酰胺(DMF),N,N-二甲基乙酰胺(DMAC),二甲基亚砜(DMSO)和冰乙酸(HAC)四种有机溶剂中的溶解度,并用经验方程、λh方程和NRTL,方程模型对溶解度数据进行回归,结果表明经验方程、λh方程和NRTL方程都可以较好的拟合己二酸和丁二酸在上述溶液中的溶解度.用NRTL方程模型预测了三元体系的溶解度,在温度较高时,可以较好的预测三元体系的溶解度,但在温度较低时,由于混合溶液存在缔合作用,实验值大于预测值.

目录

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前言

第一章文献综述

1.1己二酸概述

1.1.1己二酸性质及用途

1.1.2己二酸生产工艺

1.1.3己二酸生产消费概况

1.2丁二酸概述

1.2.1丁二酸性质及用途

1.2.2丁二酸生产工艺

1.2.3丁二酸生产消费概况

1.3环己烷氧化生产己二酸的反应机理

1.3.1环己烷氧化生产概述

1.3.2环己烷氧化生产环己醇和环己酮

1.3.3环己醇/环己酮氧化生产己二酸

1.4环己烷氧化水洗液组成及处理方法

1.4.1环己烷氧化水洗液组成

1.4.2环己烷氧化水洗液的处理方法

1.5固液平衡

1.5.1固液平衡测定

1.5.2固液平衡数学模型

第二章色谱分析条件及原料组成的确定

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1仪器与试剂

2.2.2色谱条件

2.2.3溶液的配制

2.3色谱分析条件的讨论

2.3.1检测波长的确定

2.3.2流动相的pH值选择

2.3.3缓冲溶液的选择

2.3.4其它条件的选择

2.4原料的分析与组成

2.4.1己二酸的定量分析

2.4.2分析方法的验证

2.4.3原料组成

2.5本章小结

第三章硝酸处理氧化水洗液技术研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验原料及设备

3.2.2实验装置

3.2.3实验步骤

3.3结果分析与讨论

3.3.1色谱图的比较

3.3.2实验条件和工艺的改进

3.3.3硝酸用量对产品的影响

3.3.4反应时间对产品的影响

3.3.5催化剂对产品的影响

3.3.6放大实验和通空气氧化实验

3.3.7硝酸消耗量和回收量的实验

3.3.8产品颜色分析

3.4本章小结

3.4.1本章结论

3.4.1存在的问题

第四章环己烷环己酮混合液密度粘度的测定及关联

4.1引言

4.2试验部分

4.2.1试验仪器和试剂

4.2.2溶液的配制

4.2.3密度的测定

4.2.4粘度的测定

4.3试验结果及讨论

4.3.1试验结果

4.3.2超额摩尔体积

4.3.3超额粘度

4.3.4混合溶液粘度与温度的关联

4.4本章小结

第五章己二酸和丁二酸溶解度测定研究

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1实验原料及设备

5.2.2实验装置

5.2.3实验精度

5.2.4己二酸在水中溶解度与文献值的比较

5.3实验数据

5.3.1己二酸溶解度数据

5.3.2丁二酸溶解度数据

5.4实验结果与讨论

5.4.1经验方程模型

5.4.2λh方程模型

5.4.3 NRTL方程模型

5.4.4 NRTL方程对三元体系的预测

5.5本章小结

第六章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢