盐效分离中盐的选择及加盐萃取的研究

摘要

该文通过理论分析与实验相结合的方法,主要研究了盐效分离盐的选择、加盐液液相平衡的研究以及2-甲基吡嗪—水混合物加盐萃取工艺的研究.盐的选择是盐效分离的核心问题.该文提出了将迁移自由能与相平衡中盐效应的大小结合起来,用迁移自由能理论解释相平衡中的盐效应.采用选择性溶剂化模型,利用定标粒子理论计算盐在含水体系中的标准摩尔迁移自由能.文中计算了盐在六种含水体系的标准摩尔迁移自由能,并与其盐效应进行了对比,研究发现在含水体系中盐效应随盐的标准摩尔迁移自由能增大而增大,因此在盐效分离过程中可以采用标准摩尔迁移自由能模型选择有效的盐作为分离剂.加盐液液相平衡研究是加盐萃取过程的基础,是该工艺的关键所在.该文采用浊度法研究了含盐三元体系溶解度,对电解质在混合溶剂的溶解度与混合溶剂组成的关系进行了关联,得到对加盐萃取具有重要价值的溶解度曲线.对加盐萃取中盐的选择进行了实验研究,考察了不同种类盐分相能力的差异.加盐液液分相分为三类,有机溶剂浓度较低时为Ⅰ型:Ⅴ<,始>>Ⅴ<,终>;有机溶剂浓度较高时为Ⅱ型:Ⅴ<,始><Ⅴ<,终>;Ⅲ型:兼有Ⅰ型和Ⅱ型二者的特征,即Ⅰ型向Ⅱ型的过渡.混合溶剂体系的pH值的改变会对加盐分相三元体系的液液平衡产生重要影响,研究发现pH>7时有利于发生液液分相,而pH<7时不利于发生液液分相.另外对加盐液—液相平衡数据关联进行了研究.测定了七个含水体系的加盐液液相平衡数据,采用混合溶剂电解质体系Chen的NRTL模型(即ENRTL模型).利用实验数据对七个含盐体系的ENRTL模型参数进行回归,采用回归ENRTL模型参数关联加盐液液相平衡数据.关联计算结果与实验结果基本吻合.在加盐液液相平衡研究的基础上,进行了2-甲基吡嗪(MP)-水混合物加盐萃取工艺的研究. MP-水混合物加盐萃取过程的最佳工艺条件:选用NaOH水溶液作为萃取剂,w(NaOH)=60％,萃取温度30~40℃,萃取比m(NaOH水溶液)/m(MP-水混合物)=0.5/1.NaOH对MP水共沸物脱水率达95.5％,萃取后有机相中w(MP)=96.1124％,并研究了NaOH水溶液作为萃取剂的稳定性,NaOH水溶液性能稳定,回收容易,可循环使用.

目录

文摘

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前言

第一章文献综述

1.1盐效应理论

1.1.1水化作用理论

1.1.2静电作用理论

1.1.3范德华力理论

1.2盐效应对相平衡的影响

1.2.1纯溶剂盐效应

1.2.2汽液平衡中盐效应

1.2.3液液平衡中盐效应

1.2.4相平衡盐效应数学模型

1.3盐的选择

1.3.1盐效应参数法

1.3.2饱和蒸汽压参数法

1.4盐效应在化工分离中应用

1.4.1溶盐精馏

1.4.2加盐萃取精馏

1.4.3加盐萃取—恒沸精馏联合过程

1.4.4溶盐精馏—加盐萃取联合过程

1.4.5双水相萃取中的盐效应

本章主要符号说明

第二章盐的选择

2.1盐效分离的原理

2.1.1加盐精馏

2.1.2加盐萃取

2.2溶剂化模型

2.2.1溶质和溶剂分子间的相互作用力

2.2.2溶剂化作用

2.2.3选择性溶剂化

2.3混合溶剂迁移自由能理论计算

2.3.1迁移自由能理论模型

2.4结果与讨论

2.5小结

本章主要符号说明

第三章加盐液液分相的研究

3.1含盐三元体系溶解度研究

3.1.1主要仪器和试剂

3.1.2实验方法

3.1.3实验结果

3.2加盐萃取中盐的选择

3.2.1盐选择的原则

3.2.2实验研究

3.3加盐分相能力的研究

3.3.1主要仪器和试剂

3.3.2实验方法

3.3.3实验方法可靠性验证

3.3.4结果与讨论

3.4加盐分相类型的研究

3.4.1实验仪器与试剂

3.4.2实验方法

3.4.3结果与讨论

3.5 PH值对加盐分相的影响

3.5.1异丙醇—水体系

3.5.2乙腈—水体系

3.6温度对加盐分相的影响

3.7加盐液-液相平衡数据计算

3.7.1加盐液-液相平衡计算方法

3.7.2加盐液-液相平衡实验值与计算值比较

3.8小结

本章主要符号说明

第四章2-甲基吡嗪加盐萃取工艺研究

4.1实验部分

4.1.1试剂与仪器

4.1.2实验及分析方法

4.2结果与讨论

4.2.1不同盐分相能力的比较

4.2.2盐浓度对萃取效果的影响

4.2.3萃取比对萃取效果的影响

4.2.4温度对萃取效果的影响

4.2.5 NaOH水溶液稳定性研究

4.3小结

第五章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况

附录

致谢