堿減量廢水殘渣甲酯化反應(yīng)與精制研究.pdf

1、堿減量處理是改善滌綸織物性能的重要工序，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量高濃度堿性有機廢水，稱之為堿減量廢水，其主要成分為對苯二甲酸鹽?，F(xiàn)有廢水處理方法主要是通過酸析的方式結(jié)晶析出對苯二甲酸(TA)，以降低廢水的COD，然后達標排放。過濾得到的TA粗品稱之為堿減量廢水殘渣，目前主要作為低端聚酯原料、煙花添加劑、燃料等，多作為固廢利用考慮，并未得到高值化的利用。
　　本論文提出一種新穎的殘渣高值轉(zhuǎn)化方法，即以堿減量廢水殘渣為原料，通過甲酯化反應(yīng)

2、制備得到對苯二甲酸二甲酯(DMT)，論文對這一工藝的反應(yīng)過程和產(chǎn)品精制過程進行了系統(tǒng)的實驗與計算機模擬研究，確定了甲酯化反應(yīng)動力學(xué)、熱力學(xué)、減壓精餾條件、單元條件與流程結(jié)果。殘渣的定量分析給出，其中的對苯二甲酸濕基含量達到87.79％，并含有水分，無機鹽及可溶性有機物。甲酯化實驗與模擬表明，宜采用兩步酯化工藝，兩步酯化反應(yīng)均對溫度敏感，二級酯化反應(yīng)動力學(xué)模型能夠很好的模擬反應(yīng)過程中各組分濃度變化。通過自主設(shè)計的減壓精餾塔對精餾的真空度和

3、回流比兩個因素進行的考察表明，最佳真空度為8-10kPa，最佳回流比為2，在此精餾條件下，塔頂所得DMT純度可以達到99.3％以上。通過實驗和DSC測定了DMT、間苯二甲酸二甲酯(DMI)和鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)的二元固液相平衡數(shù)據(jù)，提出低共熔型物系的固液相平衡模型。結(jié)果顯示DMT/DMI和DMT/DMP為低共熔型物系而DMI/DMP為固體溶液型物系。DMT/DMI和DMT/DMP的低共熔溫度分別為63.8℃和-2℃。DMT/DMI

4、的低共熔組成是質(zhì)量分數(shù)為12.8％的DMT和87.2％的DMI。DMT/DMP的低共熔組成是質(zhì)量分數(shù)為7％的DMT和93％的DMP。在此基礎(chǔ)上得到三個二元體系的固液平衡相圖并以此為基礎(chǔ)提出針對三種異構(gòu)體的溶劑結(jié)晶結(jié)合降膜結(jié)晶的混合結(jié)晶方案。最后，通過Aspen Plus軟件對堿減量廢水殘渣甲酯化制備DMT的工藝進行全流程的模擬與設(shè)計，工藝包括一級酯化、二級反應(yīng)精餾、甲醇回收、DMT精制和熱量回用五個部分，完成了各單元物料與能量衡算，最終