苯甲酸溶解度的测定及关联

2001越第22卷3月第1期郑州工业大学学报JournalofZher~zhouUniversityofTechnologyMfltr2O叭l2201文章编号：1007—6492(2001】O1—0O97—03苯甲酸溶解度的测定及关联刘江，陈忠民，田洪河，李殿卿，刘大壮(1郑州工业大学化工学院．河南郑州450(]02；2．洛阳石油化工总厂．河南洛阳471000)摘要：为了回收、提纯VIA氧化残渣中的苯甲酸，采用激光监视技术由台成法测定了鲜见文献报道的苯甲酸在氟仿、N，N一二甲基甲酰胺、N，N一二甲基乙酰胺、N一甲基吡略烷酮中的溶解度为了验证洲定方法的可靠性，事先洲定了苯甲酸在水、醋酸中的溶解度，与已有文献数据相比，一致性较好甩Apelblat等人提出的溶解度模型对实验数据进行关联．计算的溶解度与实验值符夸良好．美键词：溶解度；苯甲酸；激光监视技术；溶解度模型中圈分类号：06255文献标识码：A0引言苯甲酸是一种重要的有机化工原料，广泛应用于增塑剂、防锈剂、食品添加剂等有机化工产品的合成．随着聚酯工业的发展，以c02，Mn2和HBr为催化剂由空气氧化对二甲苯生产精制对苯二甲酸(PTA)过程中产生了大量的残渣废料，即氧化残渣、精制母固残渣和水池废料．氧化残渣是这些废料中最主要、组成最复杂、分离回收难度最大的一种．通过分析发现，氧化残渣不仅含有一定量的c02，Mn催化剂、对甲基苯甲酸、对羧基苯甲醛和对苯二甲酸，还含有大量苯甲酸，其含量占氧化残渣总量的30％～4o％．按美国Amoco公司的技术要求，所有氧化残渣应通过高温焚烧进行处理但是每年全国数以万吨计的氧化残渣被焚烧将造成自然资源的严重浪费，有必要对氧化残渣进行分离回收，尤其是回收其中的主要组分苯甲酸．对氧化残渣进行分离回收工艺的初步实验表明，最简单、最方便且成本最低的方法是溶剂萃取法．而由溶剂萃取法分离回收氧化残渣需要系统、全面的溶解度数据．目前只有苯甲酸在水及醋酸中的溶解度数据报道lI_2】．本文首先采用激光监视技术由合成法精确地测定了苯甲酸在水、醋酸中的溶解度，与文献值相比数据的一致性甚佳，证明了本文采用的溶解度测定方法的可靠性．随后精确测定了尚未有文献报道的苯甲酸在氯仿、N，N一二甲基甲酰胺(DMF)、N，N一二甲基乙酰胺(DMA)和N一甲基吡咯烷酮(NMP)中的溶解度．为了给将来的回收装置提供设计参数，本文用Apelblat等人提出的溶解度模型对6个体系的实验数据进行了关联J．1实验部分1．1实验原料实验用水为去离子二次蒸馏水；苯甲酸、冰醋酸、氯仿、N，N一二甲基甲酰胺、N，N一二甲基乙酰胺和N一甲基吡咯烷酮均为市售分析纯试剂，其质量分数分别为0．995，0．995，0．990，0．990，0．990和0．990．1．2溶解度测定方法实验采用合成法’(SyntheticMethod)测定苯甲酸在各种溶剂中的溶解度．测定装置是一带夹套的内部容积约120c的玻璃溶解釜．夹套与超级恒温水浴相连，由循环水使体系达到所需的温度．夹套温度的精度可控制在：It0．02K左右．激光被用来观察和监视已知组成的固液体系中苯甲酸的溶解状况．激光监视装置由激光发生器、光电转换器和光强显示仪组成．溶解釜中装有磁力搅拌转子，以使固液两相充分混合．一只精度为±0．05K的玻璃水银温度计插入样品中准确量取体系温度．一只冷凝管直接与溶解釜相连，以收精El期：2O∞一10—01；修订日期：2001—01—10基金项目：河南省科技攻关项目(001090230)作者筒介：刘江(1977一)，男，湖北省武汉市人，邬州工业大学硕士研究生维普资讯http://www.cqvip.com邦州工业大学学报2001年防溶剂在测定过程中散失．苯甲酸和溶剂分别经精度为±000001g的天平准确称量后加入溶解釜中，在搅拌下以2K／h的升温速度加热．当最后一点苯甲酸溶解进入液相时，透过溶解釜的激光强度达到最大值，其光强由放在溶解釜另一侧的光电转化器转化后显示在光强数码器上记录此时的温度即可得到该温度下的溶解度．由误差传递规则计算溶解度的测量精度，以苯甲酸的摩尔分数计对苯甲酸一水体系为±0．00001，对其余5个体系为±0．0001．表1苯甲酸在不同溶剂中的溶解度Table1Solubilitiesofbenzoicadd如Valrhllusolvents溶剂T／K×lO3×lO3T／Kxl旷x10332．05319．4321．937065682．27'004续表溶剂T／Kx10x1旷T／Kx1xlO3296655100513933825599．8302．45519．05l9434l356098308．25528．65270344l56192N，N一二313．05537．1534．9347956340基乙酰胺317．25543．95