己二酸的回收工藝及相關基礎研究.pdf

1、己二酸是工業(yè)上最重要的脂肪族二元羧酸,是重要的有機化工原料.環(huán)己烷仿生催化氧化新工藝中有大量酸洗水產生,其中主要成分為己二酸.為完善環(huán)己烷仿生催化氧化工藝,回收酸洗水中具有較高經濟價值的己二酸,本文進行了酸洗水的硝酸氧化及酯化工藝的研究和相關的基礎研究. 提出了一種利用反相高效液相色譜同時分析丙酸、丁酸、戊酸、丁二酸、戊二酸和己二酸的方法,確定了最佳的色譜分析條件.以此為基礎,分析了環(huán)己烷氧化酸洗水的主要成分及含量,為處理酸洗水

2、、回收己二酸奠定了基礎. 成功地應用硝酸氧化法處理了環(huán)己烷仿生催化氧化酸洗水,考察了硝酸用量、反應時間、催化劑用量、反應溫度及反應方式對己二酸的回收率及純度的影響,確定了硝酸氧化酸洗水回收己二酸的最佳操作條件:65﹪硝酸耗量為原料質量的55﹪～70﹪,催化劑用量300×10<'6>～600×10<'-6>,反應溫度70～80℃,反應時間1.5h,反應過程中要冷卻降溫.在此條件下酸洗水中的己二酸回收率可達100﹪,經過二次結晶后己

3、二酸的純度超過99﹪. 在27～80℃范圍內測定了己二酸在水、環(huán)己酮、環(huán)己醇及其混合溶液中的結晶介穩(wěn)區(qū)寬度,討論了攪拌速度和冷卻速度對介穩(wěn)區(qū)的影響.考察了結晶用水量、結晶溫度、冷卻速度及有無晶種等工藝條件對己二酸結晶產品收率、純度及粒度分布的影響. 以一水合硫酸氫鈉為催化劑,合成了己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、戊二酸二乙酯和丁二酸二乙酯,確定了最佳酯化條件.此外,還實驗研究了醇酸摩爾比、催化劑用量、反應時間對己二酸、戊二酸

4、和丁二酸質量比為8:2:1的尼龍酸酯化的影響,優(yōu)化了尼龍酸酯化的工藝條件,考證了酸洗水直接酯化的可能性. 建立了一套采用激光監(jiān)測技術測定常壓固液相平衡的實驗裝置,在290.80～358.37K溫度范圍內分別測定了己二酸、戊二酸和丁二酸在環(huán)己酮、環(huán)己醇、環(huán)己酮和環(huán)己醇的混合溶液及冰醋酸,N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和二甲基亞砜中的溶解度,共涉及15個二元體系和15個三元體系.用λh方程、Wilson方程、m-Wils

5、on方程和NRTL,方程回歸了溶解度數(shù)據(jù),給出了相關的模型參數(shù).結果表明:λh方程和NRTL方程都可以較好的擬合己二酸、戊二酸和丁二酸在上述溶液中的溶解度.在UNIFAC法中新定義了與脂肪環(huán)化合物相關的四個基團:c-CH<,2>、c-CH、(OH)<,R>和c-CO,并利用實驗數(shù)據(jù)回歸得到這些基團間及其與溶質基團間的相互作用參數(shù)26個.利用這些基團的相互作用參數(shù),可以估算多元酸與脂肪環(huán)化合物的固液相平衡數(shù)據(jù),為UNIFAC法的應用做了有