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燃料乙醇离子交换树脂法脱酸工艺的研究

作　者: 汪兵
导　师: 吕惠生
学　校: 天津大学
专　业: 化学工艺
关键词: 燃料乙醇 酸值 离子交换树脂 吸附 吸附等温线 穿透曲线
分类号: TQ223.122
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 242次
引　用: 2次
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内容摘要


燃料乙醇属可再生能源,推广应用对节省石油资源、减轻环境污染与促进粮食转化具有十分重要的战略意义。酸值是燃料乙醇产品中重要的理化指标之一。燃料乙醇产品中酸值的大小与产品中有机酸的含量有关,有机酸含量越高,其酸值越高,影响乙醇产品酸值指标的有机酸主要是乙酸。本文首次提出了采用离子交换树脂的方法,脱除燃料乙醇生产过程中产生及产品中残留的有机酸,解决了目前酒精生产过程中,加入NaOH等碱控制乙醇产品酸值的方法,给产品使用和工艺废水处理造成的问题,使燃料乙醇生产脱酸工艺更加清洁。建立了离子交换树脂的静态吸附、动态吸附与洗脱实验方法,筛选出330树脂作为燃料乙醇脱酸工艺研究的离子交换树脂。采用树脂动态吸附实验装置,以燃料乙醇实验溶液为研究对象,考察了吸附温度、乙酸浓度和吸附液流量等对选定树脂的吸附效果的影响,确定了燃料乙醇实验溶液脱酸操作适宜的吸附工艺条件:吸附液流量为6.37BV/h,吸附温度为30℃。同时,确定了树脂洗脱再生操作适宜的工艺条件:氢氧化钠溶液浓度为4%,洗脱液流量为3.18BV/h,洗脱温度为30℃。采用静态吸附实验的方法,测定了乙醇实验溶液中微量乙酸吸附等温平衡曲线,Langmuir模型对实验平衡数据模拟的相关系数R2均大于0.99,吻合性较好。采用树脂动态吸附实验装置,在吸附温度30℃和吸附液流量6.37BV/h的吸附条件下,测定了燃料乙醇实验溶液吸附操作穿透曲线,同时,得到了计算床层传质区的长度计算模型。采用330树脂,在燃料乙醇脱酸操作适宜的吸附条件下,处理实际生产装置中酸值不合格的燃料乙醇产品,效果良好,达到燃料乙醇产品对酸值的要求。燃料乙醇树脂法脱酸工艺的研究,不仅对燃料乙醇生产工艺,而且对食用酒精生产工艺的完善具有一定的指导借鉴意义,该技术具有良好的工业应用前景。

全文目录


中文摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第一章 文献综述  7-23
  1.1 燃料乙醇  7-14
    1.1.1 燃料乙醇产品  7-9
    1.1.2 燃料乙醇的生产工艺  9-11
    1.1.3 有机酸的生成及脱除工艺  11-14
  1.2 离子交换树脂及其应用  14-22
    1.2.1 离子交换树脂和分离原理  14-17
    1.2.2 吸附的操作及影响因素  17-19
    1.2.3 在分离提取有机酸方面的应用  19-22
  1.3 课题的意义  22-23
第二章 实验部分  23-31
  2.1 实验试剂  23-24
  2.2 实验仪器  24
  2.3 实验内容  24-28
    2.3.1 树脂的预处理和实验原料的配制  24-25
    2.3.2 树脂的静态筛选实验  25-26
    2.3.3 树脂的动态吸附与洗脱实验  26-27
    2.3.4 吸附等温线的测定  27-28
    2.3.5 穿透曲线的测定  28
  2.4 分析方法的建立  28-30
    2.4.1 燃料乙醇的定性和酸值分析  28-29
    2.4.2 乙酸钠的分析  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章 树脂的吸附与洗脱工艺的研究  31-43
  3.1 树脂的筛选  31-33
    3.1.1 树脂的静态吸附筛选  31-32
    3.1.2 树脂的动态吸附与洗脱筛选  32-33
  3.2 吸附工艺的研究  33-36
    3.2.1 浓度的影响  33-34
    3.2.2 流量的影响  34-35
    3.2.3 温度的影响  35-36
  3.3 洗脱工艺的研究  36-39
    3.3.1 浓度的影响  36-37
    3.3.2 流量的影响  37-38
    3.3.3 温度的影响  38-39
  3.4 适宜的吸附洗脱条件及应用效果  39-41
    3.4.1 适宜的吸附洗脱条件  39-40
    3.4.2 燃料乙醇脱酸效果  40-41
  3.5 本章小结  41-43
第四章 固定床动态吸附特性的研究  43-52
  4.1 吸附等温线的测定  43-47
  4.2 穿透曲线的测定  47-49
  4.3 传质区的研究  49-51
    4.3.1 传质区  49-50
    4.3.2 传质区长度的计算  50-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章 结论  52-53
参考文献  53-57
附录  57-59
  附录1：燃料乙醇的GC-MS分析的色谱图  57
  附录2 乙酸钠的标准曲线  57-59
发表论文和科研情况说明  59-60
致谢  60

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 脂肪族化合物（无环化合物）的生产 > 脂肪族醇（醇、羟基化合物）及其衍生物 > 脂肪族醇 > 饱和一元醇 > 乙醇（酒精）
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