醋酸稀溶液的萃取动力学研究

论文摘要

从低浓度醋酸水溶液中回收醋酸,是目前化工企业尚待解决的一项难题。据统计,在工业上所消耗或生成的醋酸有相当的数量随废水排出。例如,在糠醛生产中,全国每年被排放掉的醋酸量约有1万吨左右,这不仅损失了大量的有用资源,而且还污染了环境。因此,从稀醋酸水溶液中回收醋酸,不仅有着重大的经济效益,而且也是环境保护所必需。本课题研究的是醋酸稀溶液的萃取,在综述了络合萃取技术在处理有机羧酸及其水溶液方面的研究进展的基础上,系统地研究了醋酸稀溶液的萃取动力学。采用磷酸三丁酯（TBP）和三烷基胺(7301和N235)为络合剂,正辛醇、加氢煤油为稀释剂,成功地筛选出三元高效混合络合萃取剂;利用恒界面池法,研究了络合萃取平衡的时间,萃取剂体积分数、醋酸初始浓度、温度、水溶液pH、搅拌速率、两相接触面积等因素对络合萃取平衡过程的影响;从萃取动力学角度,对络合萃取稀醋酸过程的级数及机理进行初步探讨,从而为提高萃取效率提供依据。实验结果表明:（1）三烷基胺（7301）对醋酸具有较好的萃取分离效果,而且在加入极性助溶剂正辛醇后其萃取能力可明显增大;（2）经过筛选,优化选出萃取剂为三烷基胺-正辛醇-加氢煤油体系,且最佳配比为3:6:1;（3）溶液的pH值较低时,平衡分配系数较大;随着溶液pH值的升高,平衡分配系数明显下降,pH值达到一定数值时,分配系数非常低。（4）采用斜率法确定了三烷基胺萃取醋酸的萃合物组成,在27℃和0.346 mol/l浓度范围内可能形成组成为1:1的萃合物。（5）分配系数随着醋酸稀溶液初始浓度、水油相比、温度的增加而下降:随着一定范围内络合剂三烷基胺(7301 N235)浓度、两相接触面积以及搅拌速度的增加而升高。通过数据分析,三烷基胺对醋酸萃取过程的级数约为1,络合萃取醋酸过程包括三个步骤:（1）三烷基胺从有机相传递到水相或水相内界面;（2）三烷基胺于醋酸发生络合反应生成络合物;（3）络合物传递并溶解到有机相中。得到了萃取剂络合萃取醋酸稀溶液在试验范围内的平衡分配系数模型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 含醋酸废水处理方法概况
• 1.3 络合萃取法概述
• 1.4 络合萃取法研究进展
• 1.5 络合萃取动力学的研究
• 1.6 络合萃取极性有机物稀溶液的展望
• 1.7 本课题研究的目的、意义与内容
• 2 稀醋酸络合萃取实验的研究
• 2.1 实验装置及流程
• 2.2 试剂及仪器
• 2.3 实验流程
• 2.4 分析方法
• 2.5 实验结果与讨论
• 2.6 小结
• 3 稀醋酸萃取过程动力学
• 3.1 络合萃取醋酸过程级数
• 3.2 络合萃取稀醋酸过程的机理探讨
• 3.3 络合萃取醋酸的平衡分配系数模型
• 3.4 萃合物组成的测定
• 3.5 小结
• 4 结论
• 致谢
• 硕士期间发表论文情况
• 参考文献