混合二元酸中戊二酸的分離及酯化動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、混合二元酸(DBA)是己二酸生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，其中主要成分為丁二酸(SA)、戊二酸(GA)和己二酸(ADA)。文獻(xiàn)顯示，每生產(chǎn)1000kg己二酸產(chǎn)品一般要產(chǎn)生50～60kgDBA副產(chǎn)物。過去工廠一般將其送進(jìn)污水處理裝置或作填埋處理；近年來，國內(nèi)對(duì)混合二元酸的綜合利用作了一些研究工作。由此，研究混合二元酸的分離及利用是具有實(shí)際意義的，本文主要研究混合二元酸中戊二酸的分離及其酯化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。 在確定分離方案之前，為了得到實(shí)驗(yàn)所需的

2、固液平衡數(shù)據(jù)，本文用平衡法和動(dòng)態(tài)法分別測(cè)定了丁二酸—水、己二酸—水、戊二酸—水、丁二酸—氯仿、戊二酸—氯仿、己二酸—氯仿、戊二酸—甲苯、丁二酸—乙醇、戊二酸—乙醇、己二酸—乙醇這十個(gè)體系的溶解度數(shù)據(jù)。同時(shí)確定了以氯仿作為溶劑，用溶劑溶解、過濾、結(jié)晶的方法從混合二元酸中分離、提純戊二酸的分離方案。 利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和matlab程序?qū)?yōu)得到Wilson方程二元交互作用參數(shù)，然后將參數(shù)代入方程，對(duì)各個(gè)體系的溶解度進(jìn)行了預(yù)測(cè)， Wilso

3、n模型對(duì)本文各體系溶解度預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值平均相對(duì)誤差為10．29﹪。由于原型UNIFAC模型對(duì)本文各體系溶解度的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值平均相對(duì)誤差高達(dá)49．21﹪，需要重新定義新基團(tuán)。本文將丁二酸、戊二酸和己二酸分別定義成一個(gè)新基團(tuán)，代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用C＋＋程序?qū)?yōu)得到新基團(tuán)的表面積參數(shù)和體積參數(shù)，同時(shí)也得到了新基團(tuán)與其他基團(tuán)的交互作用參數(shù)。隨后將參數(shù)代入U(xiǎn)NIFAC方程，對(duì)各個(gè)體系的溶解度進(jìn)行了預(yù)測(cè)，得到修正的UNIFAC模型對(duì)本文各體系溶解度預(yù)

4、測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值平均相對(duì)誤差為6．21﹪。對(duì)于本文各體系而言，修正的UNIFAC模型優(yōu)于Wilson模型。 本文酯化反應(yīng)是以戊二酸和甲醇為原料，自制磷鎢雜多酸為催化劑，甲苯為帶水劑，采用均勻設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)合成戊二酸二甲酯的實(shí)驗(yàn)方案，并考察醇酸摩爾比、催化劑用量、帶水劑用量、反應(yīng)時(shí)間四個(gè)因素對(duì)酯化率的影響，最終確定了最優(yōu)工藝條件：醇酸比4．0：1，催化劑用量3．0﹪，帶水劑24﹪，反應(yīng)時(shí)間5h。此時(shí)可達(dá)到的酯化率為85．79﹪。分別建立