络和萃取法回收发酵废水中丙酸的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李斌 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-06-11 |
| 授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 授予地点 | 过程工程研究所 |
| 导师 | 刘会洲 |
| 关键词 | 丙酸 络合萃取 N1923 TBP 发酵废水 |
| 学位专业 | 化学工艺 |
| 中文摘要 | 丙酸是一种重要的精细化工产品和有机合成原料，是世界上公认的最经济实惠、安全有效的食用性防腐剂。在用厌氧法发酵生产维生素B12的过程中会产生副产物丙酸，目前还没有有效的回收方法，随发酵废水直接排放，这样既增加了污水处理的难度，又造成资源浪费。本文首先从模拟体系出发，考察用络合萃取法回收丙酸的工艺条件，进而在实际体系下考察工艺的可行性，最后采用振动筛板塔作为主要萃取设备进行了工业化试验。 本文首先以模拟体系为研究对象，采用络合萃取法回收稀溶液中的丙酸，分别以N1923和TBP为萃取剂，考察了萃取剂浓度、稀释剂组成及浓度、相比、pH值等因素对萃取效果的影响，找到了最佳的工艺条件。针对萃取过程易乳化这一特点，考察了各种因素对乳化的影响，有效地控制乳化的产生。实验还考察了无机酸（盐）的存在对丙酸分离的影响，并对萃取机理进行了讨论。TBP与丙酸发生氢键缔合反应，而与硫酸不发生反应，无机盐的盐析效应促进了丙酸的萃取。N1923与丙酸以离子对缔合反应为主，强无机酸酸根与丙酸根离子存在着竞争关系，使丙酸的萃取率降低。丙酸的存在也对无机酸的萃取产生影响，使无机酸的萃取量在溶液pH较高时有所增加，并在2.5-4.5之间迅速上升。 研究了实际发酵废水的性质及主要组成，其成分复杂，含有大量的蛋白质、培养基残渣、高分子表面活性剂等。进而研究了实际体系下丙酸萃取的工艺条件，分别考察了以N1923和TBP为萃取剂时多级错流萃取的萃取效率，并进行了有机溶剂的循环使用实验，表明多次重复利用后萃取能力基本不变。 在工业化小试的实验中，以振动筛板塔为主要的萃取设备，考察了设备的操作参数和结构参数对其水力学性能及流动传质的影响。研究表明，液泛通量随着塔板的开孔率增加而增大，随着比负荷、振幅和振动频率的增加而减小。以N1923作为萃取剂，油水相比为1：2，在稳定操作的情况下，丙酸的萃取率能够达到90%以上；以TBP为萃取剂，油水相比为1：1条件下，丙酸的萃取率能够达到85%。通过溶剂的多次循环套用可知以TBP为萃取剂时溶剂损失率大约在0.25%。 最后就反萃液中丙酸或丙酸钠的进一步分离纯化进行了初步的研究，尝试用浓缩结晶或酸化蒸馏的办法进行分离。浓缩结晶的方法得到的丙酸钠的纯度能够达到95%以上，但是收率较低。由于水、丙酸、乙酸能够形成共沸，用直接蒸馏的方法不能有效分离反萃液中的丙酸。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-13 |
| 页码 | 79 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1151]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李斌. 络和萃取法回收发酵废水中丙酸的研究[D]. 过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。