液液萃取法分离醋酸丁酯—丁醇—水的研究

概括了醋酸丁酯的性质、用途,综述了醋酸丁酯的生产方法,对醋酸丁酯、丁醇和水的分离方法进行了总结和比较,提出采用液液萃取法分离醋酸丁酯-丁醇-水体系。 在选择萃取剂方面,总结了萃取剂的类型,进行了系统的研究和对比,从物理萃取的角度,基于分子间的作用力,分析了十二大类溶剂对于醋酸丁酯-丁醇-水体系分离的影响,以分配系数作为筛选萃取剂的重要依据,同时结合筛选萃取剂的条件及其他影响因素,最终选择甘油作为醋酸丁酯-丁醇-水体系的萃取剂。 总结了液液相平衡的测定方法,比较了三种方法的优缺点,选择测定方法简便,应用较广的平衡釜法,研究了温度、搅拌速度、搅拌时间、静置时间等因素对于醋酸丁酯-丁醇-水体系液液平衡的影响,优化最佳条件,并测定醋酸丁酯-水、醋酸丁酯-甘油、丁醇-水、醋酸丁酯-水-甘油、醋酸丁酯-丁醇-甘油、醋酸丁酯-丁醇-水、醋酸丁酯-丁醇-水-甘油的液液相平衡数据,采用最小二乘法对UNIQUAC方程平衡数据关联,回归出各个组分的热力学模型参数。结果表明,计算值与实验值吻合良好,由于UNIQUAC方程关联时相对误差较小,因此选择UNIQUAC方程作为液液萃取的模型。 对于萃取塔结构的选择,本文对错流萃取及逆流萃取进行了概述和比较,选择逆流萃取分离醋酸丁酯-丁醇-水体系。将回归得到的JNIQUAC方程参数用于该体系的逆流萃取过程模拟,考察了溶剂比、温度对逆流萃取过程的影响,并进行实验研究,计算结果与实验中的萃取物流数据接近,表明采用逆流萃取法可较好的分离该体系。 本文为醋酸丁酯、丁醇及水体系液液萃取分离的进一步研究提供了基础数据,采用多级逆流萃取法,工艺简单、操作方便、能耗低、萃取剂价廉易得,分离效果显著,为工业化提供了参考依据。