渗透汽化技术分离醋酸正丁酯粗产品中的微量水及其废水中的有机物

《渗透汽化技术分离醋酸正丁酯粗产品中的微量水及其废水中的有机物》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、广西大学博士学位论文渗透汽化技术分离醋酸正丁酯粗产品中的微量水及其废水中的有机物姓名：刘琨申请学位级别：博士专业：化学工艺指导教师：童张法20050501渗透汽化技术分离醋酸正丁酯翱Iiii产品中的微量水及萁腹水中的有机物渗透汽化技术分离醋酸正丁酯粗酯产品中的微量水及其废水中的有机物摘要芳香化合物醋酸正丁酯是一种重要的化工溶剂，广泛用于涂料、染织、制药以及香料行业。由于醋酸正丁酯的毒性低，其应用日益受到重视，正逐步取代某些高毒性的溶剂。目前较好的工业合成醋酸正丁酯的方法是通过催化反应精馏来完成的，在这一生产过程中，醋酸正丁

2、酯从精馏塔塔底获得，而水从塔顶蒸出，在塔顶设置一分相器以分离水和有机物，分相器内有机物和水分成了两相，有机相中包括酯及未反应的正丁醇和醋酸，回流至塔内继续反应并分离，通常水相则排放。然而，水相中仍然残留少量的有机物，即醋酸正丁酯、正丁醇和醋酸，总量约在1．3％左右，但若积少成多，不但造成浪费，而且还带来环境污染。因此，分离并回收水相中的有机物是必要的。另一方面，从塔底获得的粗产物(粗酯)中包含微量的水和尚未反应的正丁醇和醋酸，由于微量水(约0．2％)的存在会降低产品质量，并影响酯的稳定性，导致其水解，因此必须脱除其中的水。

3、常用的方法是通过精馏来脱水，但脱除如此微量的水，采用精馏是很不经济的。本研究针对醋酸正丁酯的工业化生产过程，以上述塔顶分相器水相和塔底粗酯产品为分离对象，利用渗透汽化技术分离目标物质，采用疏水的PEBA膜从生产体系废水中分离有机物，并选取亲水的PVA膜从粗渗透汽化技术分离酉}}陵正丁酯粗酯产品中的微量水及其废水中的有机物酯中脱水。在目前的分离技术中，膜分离是一项新型技术，其中渗透汽化又是最活跃的研究领域之一。渗透汽化主要被用于液体混合物的分离，特别适合于从有机溶液中脱除少量水或从水溶液中脱除挥发性有机物。与传统分离技术相比

4、，渗透汽化具有节省能量、可在常温下操作和操作方便等优点。在本研究中，聚醚共聚乙酰胺(PEBA)膜用于从水／有机物二元体系中分别分离醋酸正丁酯、正丁醇或醋酸。对原料浓度和温度等工艺条件对分离性能的影响进行了探讨，实验结果表明：PEBA膜对这些有机物的优先渗透超过水，膜对有机物的选择性渗透顺序为：醋酸正丁酯>正丁醇>醋酸，而且，这种膜对醋酸正丁酯具有异常高的选择性。随着原料中有机物浓度的增加，有机物的渗透通量和分离因子都相应增加；而温度增加的结果分别导致了有机物各组分渗透通量的增加和分离因子的减少。另外，在对二元体系的渗透汽化

5、研究中，根据渗透通量与温度的相关性，对醋酸正丁酯和正丁醇的活化能和各自的渗透通量分别进行了估算。进一步的实验旨在从醋酸正丁酯、正丁醇、醋酸和水四元体系中分离回收这些有机物。与二元体系的分离类似，在四元混合物的渗透汽化分离实验中，PEBA膜对醋酸正丁酯仍然具有优异的选择性和较高的渗透通量，实验范围内的分离因子在98．7—193，膜对三种有机物的选择性渗透顺序与二元体系相同。在实验测试的浓度下，渗透侧醋酸正丁酯的浓度足够高，使渗透物质在渗透侧分离成有机Slain水相，从工业应用的角度，这一结果特别有意义，儿渗透汽化技术分离醋酸

6、下T酯料酯产品中的微量水及Je墩水中的有机物因为分层后的有机相可以循环返回至精馏塔内进行再分离，而水相则可以循环回到渗透汽化装置进行再渗透汽化分离。最后，聚乙烯醇膜(PVA)分别用于从醋酸丁酯／水二元和醋酸丁酯／t丁醇／醋酸／水四元混台物中脱除微量的水。在这部分研究内容中，提出了四元组分在PVA膜内的溶解扩散模型，以及计算渗透通量的数学模型。探讨了原料浓度浓度、操作时间及温度对渗透汽化·胜能的影响。结果显示，PVA膜在这些体系中对水具有优异的选择性和良好的渗透能力，分离因子达到106数量级，富集因子平均为499。研究中还进

7、行了原料侧水残留浓度随时间的变化关系实验，这是对生产过程的模拟，可以预计脱除水分所需要的时间。此外，实验还表明，PVA膜在这些混合物中是稳定的。必须说明的是，PVA膜已经有商业膜出售，而且价格并不昂贵，所以本方法有望实现工业化。总之，本研究与催化反应精馏生产过程配套，采取先进的渗透汽化技术，形成一个较完整的反应与分离结合体系，为酯化反应生产体系的工艺优化提供了技术支撑。关键词：渗透汽化分离有机物水广两人学博l学位论文渗透汽化技术分离醋酸_F丁酯籼酯产品中的微量水发其废水中的有机物PERVAPERATIoNSEPARATIO

8、N0FTRACEWATERFROMCRUDEN—BUTYLACETATEANDoRGANICCoMPoUNDSFRoMWASTEWATERDURINGN—BUTYLACEATEPRoDUCTIONABSTRACTN-butylacetate，akindofaromaticcompound，isanimp