離子交換法分離乙酰丙酸的實驗研究.pdf

1、乙酰丙酸是生物質(zhì)資源直接水解的重要產(chǎn)物，可以用可再生資源大規(guī)模制備。廉價的乙酰丙酸有望成為一種基于生物質(zhì)資源的新型平臺化合物，用來制備各種具有價值的衍生物產(chǎn)品。 本文主要是研究用離子交換法從纖維素水解液中提取乙酰丙酸的工藝流程，制備乙酰丙酸純品，并為大規(guī)模生產(chǎn)運行提供可靠的工藝參數(shù)。 本文通過將多種樹脂對乙酰丙酸，甲酸及硫酸的離子交換吸附容量進(jìn)行比較，選取D301弱堿性陰離子交換樹脂作為吸附材料，對其吸附、洗脫過程進(jìn)行了

2、系統(tǒng)研究。 首先，以D301樹脂為離子交換材料，以純的乙酰丙酸溶液為研究對象，靜態(tài)實驗主要研究了吸附的熱力學(xué)和動力學(xué)過程。熱力學(xué)過程主要研究了吸附等溫線，得到吸附過程為優(yōu)惠型吸附，等溫線方程符合R-P經(jīng)驗式吸附等溫方程，計算得到離子交換過程的吸附焓變；間歇式動力學(xué)主要考察了樹脂顆粒直徑，攪拌速度，溶液濃度及體系溫度對離子交換過程的影響，并用移動邊界模型對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，通過研究可知，攪拌速率對離子交換過程沒有較大影響，吸附速

3、率隨乙酰丙酸初始濃度的增加而升高，離子交換過程為顆粒擴(kuò)散控制，計算得到離子交換過程的表觀速率常數(shù)，反應(yīng)級數(shù)以及表觀活化能，并得到反應(yīng)的總的動力學(xué)方程；動態(tài)實驗主要研究了交換柱的吸附和洗脫過程，并在上柱液濃度、流量、離子交換柱高度等因素的優(yōu)化實驗基礎(chǔ)上設(shè)計了離子交換柱參數(shù)。選定鹽酸為洗脫劑，研究了鹽酸濃度和流量因素對洗脫效果的影響。 其次，以D301樹脂為離子交換材料，小麥秸稈經(jīng)稀硫酸水解產(chǎn)生的乙酰丙酸溶液為研究對象，進(jìn)行動態(tài)實驗