探析蒽醌法生产过氧化氢喷射萃取与喷射反应萃取集成过程研究

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1、天津大学硕士学位论文蒽醌法生产过氧化氢喷射萃取与喷射反应萃取集成过程研究姓名：刘建国申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：马忠龙20031201摘要本文研究了引入喷射气体(空气)的液一液萃取过氧化氢过程。在此基础上，将Tj作液的氧化反应和过氧化氢的萃取过程集成在一个板式塔中完成，反应原料气(氧气或富氧气体)以喷射的方式从塔底进入。氧气即为反应原料、又作扰动源，反应和萃取同时进行，实现了过氧化氢的原位反应萃取。喷射萃耿实验在有机分散相与连续相表观流速比为50：1的特定条件下(与丁业}-萃取条件相一致)，研究了气体扰动过程中气相、分散相、连续棺表观流速对分散相中过氧化氢含量、分散相滞存率、气含

2、率和总板效率的影响规律。实验结果表明，过氧化氢的喷射萃取效率大大高于相同条件下的液液萃取效率，分散相中过氧化氢含量随着表观气速的增加而减小，分散相滞存率、气含率和总板效率随着表观气速的增加而增大。由实验数据及讨论，得到了三者与气相、分散相表观流速的关联式。在半l~日J歇釜中对氧化与萃取的集成过程的传质进行了研究，考察了搅拌转速、}益度、氢化率等因素对集成过程的影响，最终确定了集成过程的传质速率方程。dC印：r1·，I1_广乩47l蔚磊■E了+西两矿』争．t-1．7xlO-4f等+11c"t乩7×10。4即"-出lRJ“2“2。”p‘喷射反应萃取实验，研究了氧化萃取过程中气体表观流速和分散相表观

3、流速对集成过程氧化效率和萃取效率的影响。结果表明，随反应气体表观气速增加，气．液接触面积增大，气一液间传质和反应速率变快，氧化效率和萃取效率增加；随着表观气速的进一步增加，增加趋势不明显。随着分散相表观流速的增加，氢蒽醌的氧化效率和萃取效率明显下降。完成了喷射反应萃取集成过程的初步模拟，得到了分散相中氢蒽醌及分散相和连续相中过氧化氢的浓度分稚，计算值与实验值平均误差小于lO％。通过本文的研究，喷射反应萃取集成过程使蒽醌法生产过氧化氢反应和萃取两个过程都得到了强化，为进一步实现工业化提供了实验及理论依据。‘关键词：蒽醌法过氧化氢喷射萃取反应萃耿ABSTRACTTheliquid—liquidex

4、traction，gas—agitatedextractionandtheintegratedprocessbetweentheoxidationofthehydrogenatedworkingsolutionandtheextractionofhydlogenperoxidefromoxidizedworkingsolutionwerestudied．Thereactiveextractionprocessinvolvessimultaneousoxidation2-ethylhydroanthraquiononeandliquid—liquidseparation．Oxygenwasint

5、roducedwiththehydrogenatedworksolutionthroughanozzleinthebottomofthecolumn，theoxygenworkedasagitatedairaswellas】-eactant．Inthegas—agitatedliquid—liquidextractioncoiurml(m50)，deionizedwaterandworkingsolutionwerethecontinuousphaseandthedispersedphaserespectively,andthetwophasescountercurrentpassedthro

6、ughthesieveplateofthecolumnwithaflowratioof1：50，whichisconsistentwiththeindustrialprocesses．Theeffectsofthesuperficialvelocityofair,dispersedphaseandcontinuousphaseonoverallplateextractionefficiency,theholdupsofdispersedandgasphasehadbeeninvestigated，respectively．Airwasinjectedintothecolumntoincreas

7、eturbulence，enhanceliquiddropletdispersionandsurfacerenewal，andenlargemasstransferarea，whichleadstotheoverallplateefficiency(Er)，holdupofdispersedandgasphaseincreasingandtheconcentlationsofhydrogenper