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吸附法脱除有机溶剂中微量水的研究

作　者: 刘健
导　师: 居沈贵
学　校: 南京工业大学
专　业: 化学工程
关键词: 有机溶剂四氢呋喃乙二醇二甲醚异丙醇脱水吸附
分类号: TQ028.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 318次
引　用: 3次
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内容摘要

有机溶剂在现代工业中起着举足轻重的作用,伴随着应用的不断扩展,对溶剂的纯度也提出了很高的要求。水作为一种广泛分布而难以除去的杂质,对产品质量有着重要的影响,因此脱除有机溶剂中微量水分在产品精制时显得非常重要。吸附法脱水是一种具有低能耗、环保的工艺,对微量水的脱除具有广泛的应用前景和经济效益。本文研究了四氢呋喃、乙二醇二甲醚和异丙醇中微量水在4A分子筛上的吸附行为。在不同温度下分别对三种体系进行了静态吸附平衡数据的测定,并采用Langmuir、Freundlich模型对这些数据进行拟合且吻合较好,拟合参数结果表明平衡吸附容量随温度的升高而降低,符合温度升高不利于吸附进行的规律。根据乙二醇二甲醚吸附平衡数据,依据Clausius-Clapeyron方程计算了吸附热,在本文浓度范围内计算出该体系的吸附热最大为26.9kJ/mol,表明了水在4A分子筛上的吸附机理主要为物理吸附。在研究静态吸附平衡的基础上,本文采用Crank单孔模型对上述各体系的动力学数据进行拟合并且吻合较好。（1）计算得到四氢呋喃微量水体系在295K和303K时的有效扩散系数De分别为7.6×10^-8、1.101×10^-7cm²/s。（2）根据乙二醇二甲醚的实验数据,计算出283K时乙二醇二甲醚微量水在4A分子筛微孔内的扩散系数De=1.4135×10^-7 cm²/s;（3）计算得到290K下异丙醇中微量水的吸附动力学的有效扩散系数De=3.539×10^-8cm²/s。通过上面扩散系数的计算,显示扩散系数都在10-7～10-8数量级上,表明了本文的三种体系吸附过程都属晶体扩散控制。针对这三种体系,本文研究了上述体系的固定床吸附动态性能。主要考察了物料初始浓度、床层高度和流速对固定床透过曲线的影响:结果表明初始浓度升高和流速增大都使得到达穿透点的时间缩短,实验时间也相应缩短,但对产品净化度影响不大,而床层高度的增加也增加了床层的稳定性,并能够较长时间地维持稳定的产品净化度;同时建立了动态吸附模型,模型以颗粒孔扩散和外部流体流动方程为主要描述方程,并利用正交配置法求解该模型的偏微分方程组,结果表明该模型对四氢呋喃微量水体系具有较好的预测效果,模拟结果可以为吸附过

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第1章文献综述  10-19
  1.1 课题背景及意义  10
  1.2 脱水的方法及工艺  10-14
  1.3 沸石分子筛吸水性能  14-16
  1.4 吸附过程模型简述  16-17
  1.5 总结及本文研究内容  17-19
第2章实验装置与方案  19-23
  2.1 实验设备及药品  19
  2.2 分析方法及装置图  19-22
  2.3 实验方法  22-23
第3章四氢呋喃微量水体系吸附实验结果与讨论  23-33
  3.1 吸附剂的筛选  23-25
  3.2 四氢呋喃微量水体系吸附平衡实验结果  25-31
  3.3 本章小结  31-33
第4章 4A 分子筛吸附净化乙二醇二甲醚中微量水  33-39
  4.1 前言  33
  4.2 结果与讨论  33-38
  4.3 本章小结  38-39
第5章 4A 分子筛吸附净化异丙醇中微量水  39-45
  5.1 前言  39
  5.2 实验结果与讨论  39-44
  5.3 本章小结  44-45
第6章微量水在4A 分子筛上吸附动态曲线的模拟计算  45-53
  6.1 前言  45
  6.2 动态吸附过程的数学模型  45-52
  6.3 本章小结  52-53
第7章结论  53-54
符号说明  54-55
参考文献  55-57
论文发表情况  57-58
致谢  58

吸附法脱除有机溶剂中微量水的研究

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