探析电渗析法脱除多元醇溶液中有机酸盐工艺的研究

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1、天津大学硕士学位论文电渗析法脱除多元醇溶液中有机酸盐工艺的研究姓名：薄德臣申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李凭力20070601摘要玉米经生物发酵、加氢催化裂解可以制取多元醇溶液，产品液中含有一定量的有机酸盐和无机盐(约209／L)，采用反应萃取和渗透汽化等方法分离多元醇产品在实际大规模生产中面临诸多问题，而采用传统精馏方法进行后处理时，多元醇溶液中存在的一定量有机酸盐和无机盐使得过程能耗过高、产品损失过大，阻碍了工业化生产的进行。电渗析技术(ED)是在离子交换基础上发展起来的一种高效膜分离技术，也是选择性分离电

2、解质离子的有效方法之一，由于具有能耗低、操作简便、无环境污染等优点而日益受到重视，应用领域也在不断拓宽。本文研究了电渗析法脱除多元醇溶液中有机酸盐的可行性。发现，采用电渗析法脱除约95％的有机酸盐后可以显著降低发酵法生产多元醇的后处理能耗及产品损失，具有工业可行性。电渗析实验研究表明，极室溶液导电性能过低，易造成极室极化，适宜极室溶液电导率为8ms／cm；适宜的浓室初始浓度是0．01-4)．02mol／L；三种离子交换膜对比实验表明：专用膜综合性能明显优于普通膜和均相膜，采用专用膜可以在控制浓淡室溶液体积比为1：4，在脱盐

3、的同时达到浓室盐溶液浓缩的目的，且对脱盐性能影响不大，当浓淡室流速比为3：1时，多元醇损失率降到1％，淡室流速在实验范围内选择0．8～lcm／s为宜，膜对电压越高，能耗越高，在实验范围内膜对电压选择1V为宣。选择1．0cm／s操作流速和1伏膜对电压，1L多元醇溶液达到95％脱盐率所需能耗为16．7W·h。模拟扩散实验表明，均相膜多元醇产品损失主要来自于浓差扩散，普通膜和化工分离专用膜多元醇损失则由于浓差扩散和漏渗，在控制与电渗析实验相同的条件下，浓淡室流速比为3：1，均相膜多元醇产品损失率为5％，普通膜为2．5％，专用膜为

4、1％。关键词：多元醇电渗析极限电流密度脱盐ABSTRACTPolyatomicalcoholcallbemadefromCONlbymicrobialfermentation，Hydrotreatingandcatalayticcracking，anditiscontainedorganicacidandinorganicsaltinPolyatomicalcoholsolution(approximately209／L)．However,theapplicationofreactiveextractionandperva

5、porationreportedbyliteraturesonseparationofPolyatomicalcoholisstillfacedwithmanyproblemsduringindustrialproduction．AndifthetraditionalrectificationmethodisusedtopurifythePolyatomicalcoholproduct，lotsoforganicsaltsexistedinPolyatomicalcoholsolutionresultinhighenerg

6、yconsumptionandlossofproduct．Electrodialysis(ED)isamembraneseparationtechnologywithhi【ghefficiencyandusedtoseparateionicspeciesselectively．Sinceitsadvantagesoflowenergyconsumption，convenientoperationandminimalpollution,ithasbeenpaidmoreattentionstoandappliedinmore

7、andmorefields．ThepossibilityofremovaloforganicsaltsinpolyatomicalcoholsolutionbyEDmethodisstudiedinthispaper．Itisfoundthattheenergyconsumptionandlossofproductdecreaseevidentlyduringthedownstreamseparationofpolyatomicalcoholwhileabout95％oforganicsaltsinpolyatomical

8、coholsolutionareremovedbyEDprocess．Theexperimentalinvestigationsshowthatifconductanceofelectrodesolutionistoolow,itiseasytobepolarized,andthesuitablecon