低浓度醋酸水溶液的回收

第2d卷第5期1996年1O月25日化学工程CHEMICALBNGINBKRING(CHINA)VoL24．Ⅳ。．SOd．25．1996低浓度醋酸水溶液的回收手新运尘明刘德威陈振新弋了E＆鹱学院化学化工系，北京106029)丁良、／z通过三脂肪胺．煤油．正癸醇体系萃取低维醋酸水溶液的实验，比较了萃取荆三种成分的不同酸比以及温度对分配系数的影响，确定了萃取操作的最佳萃取剂配比及适宜操作温度。通过静态混台器对萃取过程的强化及减压精馏回收萃取剂实验．验证了三脂肪胺一煤油一正癸醇体系萃取低维醋酸的工业可行性。关键词：静态混合器垩塾壁壁回堕竺里些堡乙两芝，I前言从低浓度醋酸水溶液中回收醋酸，是至今工业上尚未得到完全解决的一项重要课题，据统计在工业上所消耗或生成的醋酸有、相当的数量随废水排出。例如，在糠醛生产中，全国每年被排放掉的醋酸量约有l万吨左右，这不仅损失了大量的有用资源，而且还污染了环境。因此，从稀醋酸水溶液中回收醋酸．不仅有着重大的经济效益，而且也是环境保护所必需。本文采用化学萃取与减压精馏相组合的方法．选用三脂肪胺与正癸醇混合体系作萃取剂．用静态混合器进行萃取．得到满意的效果。2萃取剂的筛选_1常用的化学络合萃取剂有磷类有机化合物和胺类有机化合物，由于前者价格较高．本文选用三脂肪胺作萃取剂选用三种稀释剂：3一庚酮、甲异丁基酮和煤油一正癸醇进行筛选，分别测定温度在25℃下的分配系效KD值与水相中醋酸浓度(wt)的等温曲线，见图l。水棚醋酸维皮1wt“囝I不同萃取体幕对分配幕敲值的影响曲线l为3．庚酮’2为甲异丁基酮3为三脂肪胺·煤油-正癸醇休系可以看出：三脂肪胺一煤油一正癸醇萃取体系．在低醋酸浓度下，其触高于另两种萃取体系。而且浓度愈低，值愈高，有利于从稀醋酸水溶液中回收醋酸。本文又进一步考察了三脂肪胺·煤油一正癸醇萃取体系中三组成的不同配比对值的影响。在三角相图中均匀分布20个实验L维普资讯http://www.cqvip.comJ点，见图2，测定温度在d0℃下不同配比的‰值，见表l。从表1可以看出：纯组分的值都比较小，但纯三脂肪胺的‰值相对地要高于纯正癸醇和纯煤油，所以三脂肪胺是萃取剂中的主要成分，三脂肪胺与正癸醇二元体系的照赛葬'vol三确肪胺ivo-圉2液一液相平衡宴驻点分布田衰l萃取赉{【在不同配比下的分配系数圉3不同温度1：与木相醋酸浓度：的关系l一2O℃●2—3O℃|3—4O℃I一5O℃●5-60℃|6-70℃|7-80℃值要高于三脂肪胺一煤油一正癸醇三元体系的值，且随着正癸醇含量的增加有一担大值，显示出协同萃取的特点l煤油的加入使‰下降，且煤油的含量愈高，下降愈大。本文认为d0℃时萃取体系的最佳配比为三脂肪胺与正癸醇的体积比等于23。3等温曲线的剽定在20℃～80℃之间设七个温度点，进料中醋酸含量在0．0l80～0．7779mo!／L之间设五个浓度点。按三脂肪胺与正癸醇体积比等于2t3做萃取荆，分别测定在不同温度下的等温曲线，见图3。可以看出：分配系数随水相中醋酸浓度维普资讯http://www.cqvip.com的降低而提高，随温度的下降而提高。按照最小二乘法的原则进行非线性拟合，在一定温度下的值与水相醋酸浓度之间的关系可以拟合成如下形式：一面麝+口其中，础为水相醋酸浓度，mol／LI系效．口．口值见表2。表2不同温度下的分配系数关联式4萃取剂的再生用常压精馏与减压精馏(真空度为7~0mmHg)二种方法处理萃取液，分别对塔顶采出的油相与水相，及釜液进行红外光谱分析，光谱仪为PERKIN—ELMERl7l0型。釜液的红外谱图分析结果表明，常压精馏的釜液中有酯生成，而减压精馏的釜液没有酯生成。这是因为在减压精馏下釜液的泡点温度(140℃)低于常压下的泡点(220℃)．在此条件下不利于酯化反应。本文用精馏塔的釜液，即再生萃取剂，作液一液平衡数据的测定，与新鲜萃取剂作比较，没有发现有明显的不同，表明将再生萃取剂返回使用，不会降低萃取的效果。5静态混合器及其对萃取操作螅强化本文选用苏尔士静态混合器(sMV型)，分别用0．2mm厚的铜片和80目不锈钢金属丝网制成波纹板交替重叠，制成一个混合单元，其中相邻的两块波纹板倾斜方向相反．相邻单元彼此呈90。交角。其结构参数有：静态混合单元高度L}波纹通道与静态混合单元轴线方向的夹角}波纹板的波纹夹角。本文用二种材料改变不同的结构参数，制造了l5种不同类型的静态混合单元，分别测定其压力降与分散性能，由于篇幅所限．将在另文报导。但需要指出的是，二流体通过静态混合器液滴直径分布范围很窄，液滴大小基本一致，且随流速的增加而减小，在相同条件下．铜片目=45、=60。的半高(L／2)静态混合单元的分散效果最好，金属丝网单元的分散效果介于铜片半高单元和等高单元之间，但半高混合单元的流动阻力却较大