高浓煤化工废水中酚和有机羧酸酮萃取的相平衡测定及工艺模拟研究

发布时间：2017-07-07 02:12

  本文关键词：高浓煤化工废水中酚和有机羧酸酮萃取的相平衡测定及工艺模拟研究

  更多相关文章： 含酚废水 溶剂萃取 甲基叔丁基甲酮 液液相平衡 萃取模拟

【摘要】：劣质煤清洁高效利用过程中易产生大量含酚废水。工业上针对高浓含酚废水常采用酚氨回收技术与生化处理联用的方法以达到达标排放标准,而溶剂萃取是其中最重要的环节。本文利用气相质谱了解煤化工高浓含酚废水组成,分析比较不同类型萃取剂的物性数据和萃取性能,筛选出一种新型的萃取剂甲基叔丁基甲酮(Methyl tert-butyl ketone,MTBK)。液液相平衡数据是研究溶剂萃取的数据基础。废水中酚类物质种类繁杂,难以对所有的酚类物质都进行研究,因此为了简化实验模型,本论文选取了几种具有代表性的酚类物质进行研究。本文测定了MTBK-苯酚-水、MTBK-(邻/间/对)甲酚-水、MTBK-邻苯二酚-水、MTBK-苯酚-邻苯二酚-水、MTBK-乙酸-水、MTBK-丙酸-水和MTBK-丁酸-水等三元体系在不同温度下的液液相平衡数据。本文采用Hand方程、Bachman方程或Othmer-Tobias方程对实验数据进行一致性检验,实验数据皆能较好的拟合。在此基础上利用活度系数模型NRTL和UNIQUAC模型对实验数据进行数据回归,得到了不同体系的NRTL和UNIQUAC模型二元交互作用参数。通过计算实验数据与模型计算数据的均方根偏差发现了活度系数模型NRTL和UNIQUAC模型都能对实验体系能进行较精确的关联。利用数据回归得到的活度系数模型二元交互作用参数,对脱酚萃取过程进行模拟。通过研究不同萃取级数和不同相比下水相中苯酚、邻苯二酚和总酚浓度的变化规律,可将废水中的总酚浓度从13000ppm降低至300ppm,完全满足后续生化处理的要求。为了得到最佳的萃取塔设计条件,以废水中总酚浓度300ppm为目标条件,计算最优化的相比和萃取级数,结果显示当萃取剂用量与废水流量质量比为R=12.223:100,萃取级数为5时,萃取剂用量最小。此时既能达到处理要求,经济效益又最高。
【关键词】：含酚废水 溶剂萃取 甲基叔丁基甲酮 液液相平衡 萃取模拟
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O642.42;O658.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-28
• 1.1 研究背景9-12
• 1.2 含酚废水处理方法12-14
• 1.3 溶剂萃取14-26
• 1.3.1 脱酚萃取剂14-20
• 1.3.2 脱有机酸萃取剂20-26
• 1.4 甲基叔丁基甲酮萃取脱酚脱有机酸性能26
• 1.5 本论文主要研究内容26-28
• 第二章 MTBK-酚-水液液相平衡数据的测定与研究28-65
• 2.1 实验仪器与试剂30-31
• 2.1.1 实验仪器30
• 2.1.2 实验试剂30-31
• 2.2 液液相平衡数据实验测定31-32
• 2.2.1 实验步骤31
• 2.2.2 气相色谱分析条件设定31
• 2.2.3 实验定量分析方法——内标法31-32
• 2.2.4 实验误差分析32
• 2.3 液液相平衡实验数据关联方法32-35
• 2.3.1 液液相平衡基本关系式32-33
• 2.3.2 活度系数模型33-34
• 2.3.3 二元交互作用参数的回归34-35
• 2.4 MTBK-苯酚-水三元液液相平衡数据测定与关联35-42
• 2.4.1 液液相平衡数据35-38
• 2.4.2 数据一致性检验38-40
• 2.4.3 液液相平衡数据回归与模型关联40-42
• 2.5 MTBK-(邻/间/对)甲酚-水三元液液相平衡数据测定与关联42-54
• 2.5.1 液液相平衡数据43-49
• 2.5.2 数据一致性检验49-52
• 2.5.3 液液相平衡数据回归与模型关联52-54
• 2.6 MTBK-邻苯二酚-水三元液液相平衡数据测定与关联54-60
• 2.6.1 液液相平衡数据54-57
• 2.6.2 数据一致性检验57-59
• 2.6.3 液液相平衡数据回归与模型关联59-60
• 2.7 MTBK-苯酚-邻苯二酚-水四元液液相平衡数据测定与关联60-63
• 2.7.1 液液相平衡数据61-62
• 2.7.2 数据一致性检验62
• 2.7.3 液液相平衡数据回归与模型关联62-63
• 2.8 小结63-65
• 第三章 水-有机酸-MTBK液液相平衡数据的测定与研究65-87
• 3.1 实验仪器与试剂65-66
• 3.1.1 实验仪器65-66
• 3.1.2 实验试剂66
• 3.2 水-乙酸-MTBK三元液液相平衡数据测定与关联66-74
• 3.2.1 液液相平衡数据66-70
• 3.2.2 数据一致性检验70-72
• 3.2.3 液液相平衡数据回归与模型关联72-74
• 3.3 水-（丙/丁）酸-MTBK三元液液相平衡数据测定与关联74-86
• 3.3.1 液液相平衡数据74-80
• 3.3.2 数据一致性检验80-82
• 3.3.3 液液相平衡数据回归与模型关联82-86
• 3.4 小结86-87
• 第四章 脱酚萃取塔的模拟与优化87-93
• 4.1 热力学模型及参数的确定87-88
• 4.2 脱酚萃取模拟与优化88-92
• 4.3 小结92-93
• 结论93-94
• 参考文献94-102
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果102-103
• 致谢103-104
• 附件104

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本文编号：528544