盐酸—醋酸废液循环利用工艺的研究及其工业化初步设计

论文摘要

D-氨基葡萄糖盐酸盐是由甲壳素在盐酸溶液中充分水解而制得,它在化工、环保、日化、医药材料、食品等领域得到广泛的应用。但得到D-氨基葡萄糖盐酸盐的生产过程中,产生了大量的含盐酸和醋酸废水。如果不经回收处理而直接排放,即污染环境,又浪费资源。本文采用萃取法对釜液中的醋酸进行回收并对其工艺进行了研究,其实验本文以D-氨基葡萄糖盐酸盐生产过程中的废液为研究对象,采用降膜蒸发、降膜吸收、萃取等单元操作对其进行分离并对盐酸进行提浓。并对破沸剂氯化钙的添加量、温度和压力、蒸发时间等因素对盐酸提浓效果的影响进行了研究。结果表明,盐酸通过循环吸收不断地浓缩,浓度可达到31%（质量分数）以上,最佳的操作条件是破沸剂氯化钙的用量为35g/100ml盐酸废液；降膜蒸发塔操作压力为700 mmHg柱,操作温度为46℃,降膜蒸发和吸收状态均较好；蒸发时间8h,釜底残液的盐酸浓度可达到1.30mol/L,醋酸约为1.7mol/L。结果表明,当选磷酸三丁酯作萃取剂,甲苯作为稀释剂体系时萃取效果较好。其最佳条件为：醋酸分数在2%-10%范围内,选用质量分数为70%磷酸三丁酯-30%甲苯作络合萃取剂,萃取操作温度为25℃。为了尽快地实现工业化,本文通过Aspen化工软件对盐酸-醋酸过程进行模拟和工业化初步设计,确定了主要设备尺寸、工艺操作条件,在此条件下运行能满足工业和环保的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 醋酸废水分离方法概述
• 1.2.1 精馏法
• 1.2.2 酯化法
• 1.2.3 萃取法
• 1.2.4 吸附法
• 1.2.5 膜分离法
• 1.2.6 中和法
• 1.2.7 小结
• 1.3 本文拟采用的分离方法及主要研究内容
• 第2章 加盐降膜蒸发法对盐酸提浓的研究
• 2.1 降膜蒸发的原理
• 2.2 盐在盐酸提浓中的作用
• 2.3 实验
• 2.4 实验仪器
• 2.5 实验步骤与流程
• 2.6 分析和数据计算方法
• 2.6.1 单组分盐酸的分析和计算方法
• 2.6.2 混酸的分析和计算方法
• 2.6.3 盐酸收率计算方法
• 2.7 实验结果和分析
• 2.7.1 降膜蒸发塔操作条件的选择
• 2.7.2 不同氯化钙用量下的釜液剩余的盐酸浓度与醋酸浓度
• 2.7.3 蒸发时间对釜液浓度的影响
• 2.7.4 蒸发时间对吸收液浓度的影响
• 2.8 小结
• 第3章 釜液中醋酸的萃取工艺的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验药品
• 3.3 实验仪器
• 3.4 实验方法
• 3.4.1 热力学模型的建立
• 3.4.2 萃取剂的筛选
• 3.4.3 实验过程
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 气液平衡数据比较
• 3.5.2 稀释剂的选定
• 3.5.3 萃取条件的优化
• 3.5.4 醋酸萃取过程机理探讨
• 3.6 小结
• 第4章 工业化初步设计
• 4.1 引言
• 4.2 设计原则
• 4.3 设计范围
• 4.4 生产工艺及工艺流程说明
• 4.4.1 生产工艺
• 4.5 工艺计算
• 4.6 生产工艺流程设计
• 4.7 主要设备的设计计算和选型
• 4.7.1 降膜蒸发器材质及加热方式的确定
• 4.7.2 降膜蒸发器尺寸的确定
• 4.7.3 冷凝器尺寸的确定
• 2SO₄炭化常压填料塔设计'>4.7.4 浓H₂SO₄炭化常压填料塔设计
• 4.7.5 降膜吸收器的计算及选型
• 4.7.6 设备一览表
• 4.8 车间布置
• 4.8.1 设计依据
• 4.8.2 车间布置
• 第5章 ASPEN对尾气吸收塔设计的模拟
• 5.1 引言
• 5.2 填料的选择
• 5.3 填料吸收塔操作型计算
• 5.4 尾气吸收塔设计型计算
• 5.5 小结
• 第6章 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附件