白炭黑共沸蒸馏后正丁醇的多级萃取回收
在白炭黑的生产过程中，利用正丁醇与水可以在一定温度下形成共沸物的特点，采用共沸蒸馏的方式对湿凝胶进行水分脱除。在共沸蒸馏的过程中，正丁醇和水形成共沸物蒸出，正丁醇在共沸物中的质量分数为55.5％。蒸出的共沸物在常温下会分为两相，上层为正丁醇富集相，可以直接回收到共沸蒸馏过程进行再次利用;下层为水富集相，这部分水相中还含有一定量的正丁醇，需要对这部分正丁醇进行回收。 为了寻找更高效、经济的方法来回收正丁醇-水混合液中的正丁醇，本文选择正辛醇为萃取剂，采用多级错流萃取方法，对正丁醇-水混合液进行分离，并对正辛醇-正丁醇-水三元体系做了液液相平衡研究。使用Aspen Plus软件对三级错流萃取工艺进行了模拟计算，将三级错流萃取工艺与双塔精馏工艺进行比较分析，从而得到更合适的分离方法。主要内容和结论如下: 1.根据选择标准和经验预测，综合多种溶剂的性质，选择正辛醇为合适的萃取剂来萃取分离正丁醇-水混合液。实验证明，正辛醇作为萃取剂来萃取水相中的正丁醇时，正丁醇的分配系数、选择性系数及萃取率都很大。 2.对正辛醇-正丁醇-水三元体系的液液相平衡进行了研究。实验数据表明，正辛醇分离正丁醇-水混合液是可行的。在实验温度T=25℃、40℃、50℃下，40℃时两相区面积最大，正辛醇对正丁醇的选择性最大，正辛醇对正丁醇的分离效果最好。 3.使用正辛醇为萃取剂进行多级错流萃取实验分离正丁醇-水混合液，实验证明，多级错流萃取大大提高了萃取效果。正丁醇的萃取率随萃取级数的增大而增大，萃取剂的总用量确定时，萃取级数越高，得到的萃取效果越好。综合考虑，多级错流萃取分离正丁醇-水混合液的优化条件为:三级萃取、萃取比R=0.3、萃取温度40℃。 4.对三级错流萃取工艺进行了Aspen模拟，模拟结果得到较高的萃取率，并且与实验结果符合程度良好。将双塔精馏工艺和三级错流萃取工艺进行了对比，三级错流萃取工艺所排放的水中正丁醇的含量更低，环境更为友好，同时能耗更低，三级错流萃取工艺更适用于白炭黑共沸蒸馏后正丁醇的回收。
白炭黑;共沸蒸馏;正丁醇;多级错流萃取;回收利用;液液相平衡
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
郭锴
2015
中文
TQ127.11;TQ223.124
88
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）