络合萃取法回收高浓度含酚废水中的酚类化合物__炼油厂废碱液中酚类的萃取动力学研究

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1、炼油技术与工程2011年5月PETROLEUMREFINERYENGINEERING第41卷第5期*络合萃取法回收高浓度含酚废水中的酚类化合物Ⅱ．炼油厂废碱液中酚类的萃取动力学研究11111，＊＊2杨青松，高锋，周彦波，赵胤，鲁军，林大泉(1．华东理工大学资源与环境工程学院，上海市200237;2．中国石化集团公司宁波技术研究院，浙江省宁波市315103)摘要:采用恒界面池法，对磷酸三丁酯(TBP)萃取酚的传质动力学进行了研究，并考察了搅拌速率、温度及相界面积对萃取速率的影响。实验结果表明，TBP萃取酚的反应为准一级反应萃取过程，其正向络合萃取反应的表观活化能为4．31kJ/mo

2、l，萃取速率受搅拌强度和相界面积的影响较为显著，从实验结果推断其萃取过程为扩散控制模式。关键词:恒界面池萃取酚动力学络合萃取作为一种高效的分离技术，近年来1实验部分日益受到国内外研究者的关注，它已成为化工分1．1实验原料及试剂离工程研究领域的一个重要研究方向，并在许多TBP，分析纯，江苏永华精细化学品有限公司领域得到了广泛应用。有关络合萃取的研究报生产;环己烷，分析纯，江苏永华精细化学品有限道，主要是从热力学角度出发，以平衡态下获得较公司生产;萃取有机相为TBP和环己烷的混合大的选择性和回收率为目的展开，而关于萃取动物;含酚水相为中和炼油厂汽油洗涤废碱液得到力学的研究报道较少，其

3、动力学研究还处于实验的下层液，混合酚质量浓度为18．5～20．0g/L。过程和积累数据的阶段。许多萃取体系的动力学1．2实验装置及方法分离因素要高于平衡分离因素，且研究萃取动力采用自制的层流恒界面池进行动力学实验研学对萃取设备的设计、放大或改进必不可少，因此究，装置见图1。［1］有必要进行萃取动力学的实验与理论研究。判断络合萃取属于何种控制类型极其重要，因为可根据不同的动力学控制模式，来寻求不同加速萃取过程的途径，借助相应萃取剂在萃取速率上的差异，探讨优化相应萃取剂的分离条件。因此，判定萃取动力学模式是改变萃取速率、提高分离图1萃取动力学研究实验装置效率的基础，也正是萃取动力学研

4、究的意义所Fig．1Experimentaldeviceforextractionkinetics［2-4］在。萃取动力学的研究方法有很多，如快速接实验时，取等体积的有机相和水相各200mL［5］［6］触法、上升液滴法、生长液滴法、高速搅拌于恒界面池内，先加入水相，然后将有机相缓慢沿［7］［8］法、恒界面池法等，其中恒界面池法相对于壁注入以免破坏界面，采用自制两相搅拌桨(桨其他方法具有简便易操作的特点，此法还易于实叶倾斜角度不同避免产生涡旋)进行搅拌，使得现自动控制与连续测定，使得研究结果更加准确可靠。本实验采用层流恒界面池法［9］对磷酸三收稿日期:2010－12－21。作者简介

5、:杨青松，博士研究生，研究方向为炼油厂废碱液处丁酯(TBP)在废碱液体系中萃取酚的传质过程进理。联系电话:021－64252058，E-mail:lingshui128@163．com。行动力学研究，从而为进一步控制和强化酚的萃*基金项目:上海市重点学科资助项目(B506)取过程，提高酚的回收效率，为TBP处理含酚废＊＊通讯联系人:鲁军，联系电话:021－64252058，E-mail:lujun@水的工程化应用提供理论指导和基本数据。ecust．edu．cn。第5期杨青松等．络合萃取法回收高浓度含酚废水中的酚类化合物—11—扩散加快而界面无明显扰动，用精密微量吸液器间成线性增长

6、，X-t、Y-t图为基本通过原点的直按一定时间间隔取水相，并用溴化滴定法分析水线，这表明TBP萃取酚为一级反应的假设成立。相的酚浓度，有机相中酚含量采用差减法。除考从图2中可知，逆反应的总表观速率常数kb相对察温度影响因素外，所有实验均在温度为于正反应的总表观速率常数kf太小，故总表观速(303．15±1)K下进行。率常数K≈kf。1．3实验数据处理方法设TBP萃取酚类(ArOH代表混合酚)的反应为准一级动力学过程，则酚在两相间的传质为:kfAr(OH)(w)幑幐Ar(OH)(o)(1)kb固定比界面积为e时，其萃取速率方程为:d［ArOH(w)］R=－dt=kf［ArOH(w)

7、］－kb［ArOH(o)］(2)图2TBP萃取酚为一级反应的验证式中kf，kb分别表示正、逆反应的总表观速率常Fig．2Experimentaldemonstrationoffirstorderreaction数，且kf=k'fe，kb=k'be;比界面积e为V/A;V为水forextractingofphenolsbyTBP32相、有机相体积，cm;A为相界面积，cm。下标w2．2搅拌速率(n)对萃取速率常数的影响和o分别表示水相和有机相。利用恒界面池法，通过考察两相搅拌速率对