醋酸废水络合萃取处理技术及理论研究

论文摘要

随着我国经济的发展,糠醛行业得到飞速发展,该行业排放的醋酸废水也不断增加,稀浓度醋酸废水的治理成为制约糠醛行业发展的一块绊脚石。而醋酸是一种重要的化工原料,具有广泛的用途。因此,将醋酸从其稀溶液中回收利用,杜绝排放废水对环境的污染,不仅节约资源,而且保护环境。所以本课题的研究既有学术价值又有实际意义。本文综述了含醋酸废水处理的各种方法及发展现状。着重介绍了络合萃取法处理醋酸废水,此法是在含醋酸废水中加入萃取剂,使醋酸主要以络合物的方式从废水中提取,然后再用反萃剂把醋酸从废水中反萃出。这样,废水中的醋酸几乎可以完全提取,同时,萃取剂能反复利用。本文的研究内容和成果如下所述:1、对醋酸废水进行络合萃取处理研究,工艺的首要条件是通过条件试验探索,找出最佳的络合萃取剂体系组成。通过研究该法处理醋酸废水过程中,筛选出TBPO(自配)为络合萃取剂、磺化煤油为稀释剂。2、详细测定了平衡时间、磺化煤油占有机相的体积百分比、温度、相比、萃取剂浓度、水溶液中醋酸的浓度等因素对络合萃取平衡的影响。在此基础上,确定了影响醋酸络合萃取的最佳值。为了找到各因素最佳组合下的最优分配比,采用了正交实验法。实验结果如下:温度为20℃,萃取剂浓度为3.5 mol/L,磺化煤油占有机相的体积百分比50%,相比为1。同时用统计软件对醋酸水溶液络合正交实验结果进行方差分析,结果表明:预测较好。3、由于单级萃取不能达到预定的目标,本工艺采用多级逆流萃取方法。通过模型法和实验法确定逆流级数为5,萃取率达到了99%,废水中的醋酸几乎完全被回收,分离出的醋酸废水满足了《污水综合排放标准》——GB8978—1996的三级排放标准。4、采用氢氧化钠为反萃剂对负载有机相进行反萃,反萃后得到萃取剂经多次实验验证,能反复利用;得到的溶液经浓缩结晶得到醋酸钠晶体,经化验分析符合Q/NH18—1999标准。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 稀浓度醋酸废水的来源
• 1.2 稀溶液醋酸废水处理方法概况
• 1.2.1 中和法
• 1.2.2 合成醋酸盐法
• 1.2.3 精馏法
• 1.2.4 酯化法
• 1.2.5 吸附法
• 1.2.6 离子交换法
• 1.2.7 液膜法
• 1.2.8 渗透汽化的膜分离法
• 1.2.9 电渗析法
• 1.2.10 液-液萃取法
• 1.3 醋酸分离方法比较
• 1.4 课题的研究方法
• 1.5 选题的目的及意义
• 1.6 课题研究目标及内容
• 1.6.1 研究目标
• 1.6.2 研究内容
• 第二章 实验所用试剂、仪器设备及研究方法
• 2.1 实验所用材料
• 2.1.1 醋酸稀废水的来源
• 2.1.2 实验主要化学试剂
• 2.1.3 实验仪器仪器
• 2.2 实验流程框图
• 2.3 实验研究方法
• 2.3.1 逆流萃取实验方法
• 2.3.2 测定废水中醋酸的实验
• 2.3.3 糠醛的测定
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 络合萃取剂体系的确定
• 3.1.1 络合萃取剂的筛选
• 3.1.2 稀释剂的筛选试验
• 3.1.3 助溶剂的选择试验
• 3.2 单因素变化对醋酸络合萃取平衡过程的影响
• 3.2.1 平衡萃取时间的测定
• 3.2.2 磺化煤油占有机相的体积比的确定
• 3.2.3 温度的影响
• 3.2.4 相比的确定试验
• 3.2.5 萃取剂浓度的影响
• 3.2.6 水溶液中醋酸的浓度对分配系数的影响
• 3.2.7 杂质对络合萃取平衡的影响
• 3.2.8 盐析效应对络合萃取平衡的影响
• 3.2.9 搅拌速度对分配比的影响
• 3.3 正交实验各因素水平的确定
• 3.4 多级萃取
• 3.4.1 萃取方式的选择
• 3.4.2 萃取设备
• 3.4.3 萃取级数的确定
• 3.5 本章小结
• 第四章 醋酸稀溶液萃取机理分析
• 4.1 萃取类型的判断
• 4.2 萃取剂作用机理分析
• 4.3 萃取物的结构判断
• 4.3.1 平衡络合数的计算模型
• 4.3.2 确定萃合物组成的方法
• 4.4 本章小结
• 第五章 负载有机相的再生研究
• 5.1 负载溶剂的反萃实验方法
• 5.2 反萃剂的确定
• 5.3 单因素对反萃过程的影响
• 5.3.1 相比对反萃率的影响
• 5.3.2 反萃剂浓度对反萃效果的影响
• 5.3.3 油相中醋酸浓度对反萃率的影响
• 5.3.4 反萃液中初始醋酸钠浓度对反萃率的影响
• 5.4 试验法对负载有机相预测反萃级数
• 5.5 反萃液结晶
• 5.6 再生后萃取剂效果验证
• 5.7 本章小结
• 第六章 实际废水的实验及经济分析
• 6.1 实际废水实验
• 6.1.1 从稀溶液中萃取醋酸的工艺流程图
• 6.1.2 醋酸钠的质量分析结果
• 6.2 经济估算
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及攻读硕士学位期间研究成果