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谈萃取萃取分离提取发酵液中1,3丙二醇题目

收藏本文 2024-02-02 点赞:11921 浏览:47000 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:1,3-丙二醇是一种重要的有机合成原料中间体,主要运用于合成高性能聚合物的单体。由于生物发酵法生产1,3-丙二醇具有原料再生、反应条件温和等特点,由此将甘油转化成1,3-丙二醇技术已经引起了很大的关注。1,3-丙二醇沸点高、强亲水性,由此以组成成分复杂、1,3-丙二醇浓度低的发酵液中分离提取1,3-丙二醇成为其工业化进展的瓶颈。本论文章主要以萃取路线探讨了1,3-丙二醇的分离提纯工艺。首先,探讨了正丁醇、正己醇为萃取剂对发酵液中1,3-丙二醇萃取效果,筛选出最佳的萃取剂。实验结果表明,在常温、常压、V正丁醇/V浓缩发酵液=3、八级萃取后,1,3-丙二醇的萃取率可达94.4%。第二,考查了不同亲水性有机溶剂、无机盐组成的双水相系统对发酵液中1,3-丙二醇萃取能力,确定了以发酵液中分离提取1,3-丙二醇最佳系统是乙醇/磷酸氢二钾双水相系统。絮凝后的发酵液,乙醇30%(wt)/磷酸氢二钾30%(wt)时,1,3-丙二醇的分配系数和回收率分别可达30.15、96.3%。当pH=4.0、乙醇与盐溶液的体积比为1.0时,下相盐回收率达到81.8%。第三,筛选出最佳复合萃取剂,即正丁醇/正庚烷。考查了不同体积分数的正庚烷、不同的相比、不同的萃取级数对萃取率的影响。结果表明:体积分数为30%的正庚烷、V正丁醇/V浓缩发酵液=3、八级萃取、浓缩发酵液的萃取率可达91.2%。第四,考查了振动筛板塔萃取(RPEC)的结构参数和操作条件对发酵液中1,3-丙二醇萃取率的影响。实验结果表明:筛板开孔率53%、筛板间距7cm、振动频率为200A.min-1,停留时间为30min,浓缩发酵液的萃取率可达91.7%。第五,测定了复合萃取剂-1,3-丙二醇-水三元系统在20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、常压下的液液相平衡数据,并绘制了其三元相图。以年产1万吨1,3-丙二醇的往复式振动筛板塔的装置进行了较初步的概念设计。关键词:1论文3-丙二醇论文双水相萃取论文复合萃取剂论文往复式振动筛板塔论文

    摘要5-6

    Abstract6-12

    第1章 前言12-14

    1.1 课题背景和探讨作用12

    1.2 课题探讨内容12-14

    第2章 文献综述14-26

    2.1 1,3-丙二醇的物化性质14-15

    2.2 1,3-丙二醇的合成工艺探讨进展15-17

    2.2.1 化学法合成1,3-丙二醇15-16

    2.2.2 生物工程法16-17

    2.3 生物法生产1,3-丙二醇的分离提取工艺17-25

    2.3.1 蒸发精馏法18

    2.3.2 阳离子树脂吸附法18-19

    2.3.3 沸石分子筛吸附法19

    2.3.4 超滤-醇沉法19-20

    2.3.5 液液萃取20-25

    2.4 浅析测定策略25-26

    2.4.1 浅析策略25

    2.4.2 水含量测定25

    2.4.3 发酵液盐浓度的测定25-26

    第3章 普通溶剂萃取分离1,3-丙二醇实验26-35

    3.1 引言26

    3.2 实验材料及设备26-27

    3.2.1 实验材料26

    3.2.2 实验仪器26-27

    3.2.3 实验装置27

    3.3 正丁醇萃取实验27-30

    3.3.1 正丁醇溶剂单级萃取实验27-28

    3.3.2 正丁醇溶剂四级、八级萃取实验28-30

    3.4 正己醇溶剂萃取实验30-33

    3.4.1 正己醇溶剂单级萃取实验31

    3.4.2 正己醇溶剂四级、八级萃取实验31-33

    3.5 本章小结33-35

    第4章 双水相萃取分离发酵液中1,3-丙二醇35-48

    4.1 引言35

    4.2 实验材料及设备35-36

    4.2.1 实验材料35-36

    4.2.2 实验仪器36

    4.3 实验策略36-37

    4.3.1 新型双水相系统相图36

    4.3.2 新型双水相系统萃取能力测定36

    4.3.3 浅析策略36-37

    4.4 结果与讨论37-38

    4.4.1 不同双水相系统萃取能力的比较37

    4.4.2 乙醇/磷酸氢二钾双水相系统相图37-38

    4.4.3 双水相传质平衡时间探讨38

    4.5 乙醇/磷酸氢二钾双水相萃取38-46

    4.5.1 1,3-丙二醇浓度对其分配系数和萃取率的影响39

    4.5.2 乙醇、磷酸氢二钾浓度对双水相系统萃取的影响39-42

    4.5.3 pH值对双水相系统萃取的影响42

    4.5.4 盐浓度对双水相系统萃取的影响42-43

    4.5.5 磷酸氢二钾/乙醇双水相萃取放大实验43-44

    4.5.6 磷酸氢二钾/乙醇双水相萃取系统成相组分的回收利用44-46

    4.6 本章小结46-48

    第5章 复合萃取剂萃取分离发酵液中1,3-丙二醇48-57

    5.1 引言48

    5.2 实验材料及设备48-49

    5.2.1 实验材料48

    5.2.2 实验仪器48-49

    5.3 实验部分49-55

    5.3.1 复合萃取剂的筛选49-50

    5.3.2 正庚烷/正丁醇复合萃取剂萃取发酵液中的1,3-丙二醇50-55

    5.4 萃余相中正丁醇的回收55

    5.5 本章小结55-57

    第6章 往复式振动筛板塔萃取分离发酵液中的1,3-丙二醇57-63

    6.1 引言57

    6.2 实验材料及仪器57

    6.2.1 实验材料57

    6.2.2 实验仪器57

    6.3 实验部分57-60

    6.3.1 实验装置57-59

    6.3.2 萃取塔的操作59-60

    6.4 实验结果与讨论60-62

    6.4.1 振动频率对萃取率的影响60

    6.4.2 分散相选择对萃取率的影响60-61

    6.4.3 总相比(V萃取剂/V发酵液)对萃取率的影响61-62

    6.4.4 停留时间对萃取率的影响62

    6.5 本章小结62-63

    第7章 1万吨/年1,3-丙二醇生产设计63-81

    7.1 引言63

    7.2 设计条件63-64

    7.3 萃取剂的选择64-68

    7.3.1 复合萃取剂-1,3-丙二醇-水液液平衡数据64-66

    7.3.2 复合萃取剂-1,3-丙二醇-水液液相图66-67

    7.3.3 1,3-丙二醇的相平衡方程67-68

    7.4 萃取剂用量计算68-69

    7.5 往复式振动萃取筛板塔的工艺69-72

    7.5.1 分散相的滞留率φ69-70

    7.5.2 特性速度u_k70

    7.5.3 液泛速度u_f70-72

    7.6 往复式振动萃取筛板塔塔高72-73

    7.6.1 轴向扩散系数E72

    7.6.2 传质单元数(NTU)ox72

    7.6.3 传质单元高度HOXP72-73

    7.7 计算结果汇总73

    7.8 不同相比、分离要求、不同1,3-PD浓度对塔高H的影响73-75

    7.9 RPEC回收萃余相中正丁醇设计75-80

    7.9.1 设计条件75-76

    7.9.2 正庚烷-正丁醇-水液液平衡数据76-78

    7.9.3 设计结果与讨论78-80

    7.10 本章小结80-81

    第8章 结论81-82

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