超重力法汽提废水中醋酸丁酯工艺的研究

论文摘要

醋酸丁酯是一种常见的挥发性有机物,是化工、制药、制革、香料等行业广泛采用的原料,也可用作塑料、喷漆、硝化棉、人造皮革等的溶剂,并作为萃取剂及分析试剂广泛应用于化学和制药工业。然而,在其生产和使用过程中会产生大量废水,对废水中的醋酸丁酯进行回收处理,既可实现降低生产成本的目的,也是达到环保要求的必然选择。目前,含醋酸丁酯废水处理技术主要包括蒸馏法、吸附法、膜法等。超重力旋转床作为新型高效的多相流接触装置,可以极大地强化传质过程,已被广泛应用于化工分离和制备纳米材料等领域。本文把超重力法应用于醋酸丁酯废水的汽提应用,取得了良好的效果,本论文主要工作如下:作者建立了一套超重力汽提实验装置,进行了超重力法汽提废水中醋酸丁酯的试验研究,考察了超重力机转子转速、初始溶液温度、初始溶液浓度等对脱除效果的影响。醋酸丁酯的浓度采用安装了FID检测器和FFAP极性柱的气相色谱仪测定,测量方法采用内标法。实验结果表明,在其他条件不变的情况下,随着超重力机转子转速的增加,醋酸丁酯的脱除率也随之升高,达到最高点后则随着转速的增加缓慢降低。当进口液相流量小于140L·h-1时,醋酸丁酯脱除率约在转速900rpm时达到最高,当进口液相流量在140 L·h-1到200 L·h-1时,液相出口料液的醋酸丁酯浓度约在转速700rpm时达到最高,表明随着处理量的不同,超重力转子的最佳转速范围有所变化;在蒸汽流量不变的情况下,随着进口液相流量的增加,加热液相所耗蒸汽比例加大,用于汽提的比例减小,因此脱除率不断减小。在较佳的实验条件下,处理后液相出口含醋酸丁酯浓度可达到70ppm以下,脱除率可达到98%以上。对传热效果进行了衡算,随着转速的升高热效率变大。与传统的汽提塔相比,超重力设备具有占地面积小、效率高、开停车容易,操作弹性大等优势,有望在传统化工的升级改造中获得广泛应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 醋酸丁醋的用途
• 1.2 醋酸丁醋的生产情况
• 1.3 醋酸丁酯的危害
• 1.4 含醋酸丁酯有机废水治理技术简介
• 1.4.1 蒸馏法
• 1.4.2 萃取法
• 1.4.3 生物法
• 1.4.4 电解氧化法
• 1.4.5 吸附法
• 1.4.6 膜法
• 1.4.7 超临界技术
• 1.4.8 溶剂气浮分离法
• 1.4.9 超声波法
• 1.4.10 微波处理技术
• 1.5 蒸汽汽提法
• 1.6 旋转床简介
• 1.6.1 旋转床的发展历程
• 1.6.2 旋转床的结构和原理
• 1.6.3 旋转床的优点
• 1.7 旋转床应用研究进展
• 1.7.1 国内应用研究进展
• 1.7.1.1 油田注水脱氧
• 1.7.1.2 锅炉水脱氧
• 1.7.1.3 制备纳米粉体
• 1.7.1.4 脱硫
• 1.7.1.5 生物氧化反应
• 1.7.1.6 除尘
• 1.7.2 国外应用研究进展
• 1.7.2.1 有机挥发物的脱除
• 1.7.2.2 选择性吸收硫化氢
• 1.7.2.3 聚合物脱单体
• 1.7.2.4 海水脱氧
• 1.7.2.5 精馏
• 1.8 本论文的研究目的和内容
• 1.8.1 本论文的研究目的
• 1.8.2 本论文的研究内容
• 第二章 实验及检测部分
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原理
• 2.1.2 实验主要设备
• 2.1.2.1 超重力机
• 2.1.2.2 其他设备
• 2.1.2.3 实验所用药品
• 2.1.3 实验流程及步骤
• 2.1.3.1 实验流程
• 2.1.3.2 实验步骤
• 2.1.3.3 蒸汽出口流量的标定
• 2.2 样品检测
• 2.2.1 气相色谱仪
• 2.2.2 氢气发生器
• 2.2.3 色谱工作站
• 2.2.4 气相色谱检测方法
• 2.2.4.1 归一法
• 2.2.4.2 修正归一法
• 2.2.4.3 内标法
• 2.2.4.4 外标法
• 2.2.5 检测器的选择
• 2.2.6 色谱柱的选择、安装及老化
• 2.2.6.1 色谱柱的选择
• 2.2.6.2 色谱柱的安装
• 2.2.6.3 色谱柱的老化
• 2.2.7 色谱进样器的使用
• 2.2.7.1 针式进样器的使用
• 2.2.7.2 进样方法
• 2.2.8 分析条件的确定
• 2.2.8.1 进样量的选择
• 2.2.8.2 汽化室温度,柱温,检测室温度的选择
• 2.2.8.3 载气、混合空气、氢气气速的选择
• 2.2.9 绘制校准工作曲线
• 2.2.9.1 配制标准溶液
• 2.2.9.2 绘制校准工作曲线
• 2.2.10 样品检测步骤
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 处理后料液醋酸丁酯含量随时间的变化规律
• 3.2 处理后料液醋酸丁酯含量随超重力机转速的变化规律
• 3.3 处理后料液醋酸丁酯含量随料液流量的变化规律
• 3.4 不同进口温度下出口醋酸丁酯含量的对比
• 3.5 本章小结
• 第四章 热量衡算
• 4.1 直接接触传热过程理论
• 4.2 实验过程中温度的检测
• 4.3 热量计算公式
• 4.3.1 物料衡算
• 4.3.2 热量衡算
• 4.3.3 热效率计算
• 4.3.4 计算结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书