有机胺萃取法制备碳酸钾的研究

摘要

有机胺萃取法生产碳酸钾是上世纪七十年代以来国外发展的一条新工艺路线，与现有生产工艺相比，具有钾利用率高，工艺流程简单，能耗少、成本低等优点。本文采用低毒的高沸点胺代替低沸点胺，研究了有机胺和稀释剂的种类、相比、稀释比、搅拌转速、温度等实验条件对萃取转化率的影响。实验结果表明，以三丁胺为萃取剂，正丁醇为稀释剂，相比在3～3.6的条件下，氯化钾的一次转化率较高。萃取了盐酸的有机胺用浓氨水再生，再生后的有机胺可以循环使用。根据萃取碳化反应过程中盐酸在有机相和盐水相中的平衡关系曲线，计算得出萃取过程的理论级数为2～3级，设计并制作出可连续操作的带机械搅拌的两级立式萃取器。研究了萃取器的停留时间分布、持液量、多釜串联模型参数等流体力学性能，以及反应器的萃取性能，并模拟工业生产进行了连续试验。

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第一章文献综述

1.1我国碳酸钾工业的发展现状

1.2碳酸钾的主要生产工艺

1.3萃取机理研究和萃取剂

1.3.1分配比、萃取率

1.3.2相比、分离系数、萃取比

1.3.3萃取体系的分类

1.3.4萃取剂

1.3.5稀释剂

1.4萃取设备的现状和发展

1.5反应萃取设备的选择

第二章间歇操作萃取实验与结果

2.1实验部分

2.1.1实验所用的主要试剂和仪器

2.1.2实验流程及分析方法

2.1.3萃取平衡曲线的测定

2.2实验结果与讨论

2.2.1有机胺的种类对一次萃取转化率的影响

2.2.2稀释剂的选择对一次转化率的影响

2.2.3稀释比和有机相与盐水相体积比对一次转化率的影响

2.2.4反应时间的影响

2.2.5搅拌速度的影响

2.2.6反应温度的影响

2.2.7有机相的再生

2.2.8平衡曲线

2.3小结

第三章连续操作萃取实验与结果

3.1实验部分

3.1.1实验设备

3.1.2实验流程

3.1.3反应器的流体力学性能研究

3.1.4反应器的萃取性能研究

3.2实验结果与讨论

3.2.1流量对停留时间的影响

3.2.2搅拌速度对停留时间的影响

3.2.3多釜串联模型参数的计算

3.2.4反应器分散相滞留量的测定及随反应器高度的变化

3.2.5连续萃取试验

第四章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢