Процессы извлечения неопентилгликоля из водно-органических систем
Результаты исследования растворимости поликомпонентных водно-органических систем, содержащих неопентилгликоль, формиат натрия и органические растворители. Температурно-концентрационные параметры процессов экстракции и кристаллизации неопентилгликоля.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.06.2017 |
Размер файла | 136,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Естественнонаучный институт Пермского государственного национального исследовательского университета
Процессы извлечения неопентилгликоля из водно-органических систем
Часть II
Кудряшова О.С.
Аннотация: Приведены результаты исследования растворимости поликомпонентных водно-органических систем, содержащих неопентилгликоль, формиат натрия и органические растворители. На основании полученных диаграмм растворимости определены температурно-концентрационные параметры процессов экстракции и кристаллизации неопентилгликоля и формиата натрия, теоретически обоснованы технологические схемы процессов и проведен укрупненный лабораторный эксперимент. неопентилгликоль растворимость поликомпонентный
Ключевые слова: Неопентилгликоль, водно-органические системы, диаграммы растворимости, экстракция, кристаллизация
Начало работы опубликовано под тем же названием в предыдущем выпуске журнала «Инженерный вестник Дона» № 4, 2014 г.
Четырехкомпонентные системы [27-32]
Изучение трехкомпонентных систем показало принципиальную возможность осуществления процесса кристаллизации неопентилгликоля. Однако физико-химические свойства этих систем таковы, что получаемый продукт содержит более 1 масс.% формиата натрия, что в конечном итоге сужает область его дальнейшего использования. Один из путей усовершенствования предлагаемого процесса - это введение в систему нового компонента, который бы высаливал формиат натрия из насыщенных растворов неопентилгликоля и позволял получать более чистый продукт. Из литературных данных известно, что для высаливания формиата натрия можно использовать метанол.
Выбор температуры исследования - 30°С связан с физико-химическими свойствами компонентов систем. При температурах ниже 30°C происходит образование кристаллогидратов формиата натрия (ниже 15°C - тригидрат, от 15 до 26°C - дигидрат), что приводит к резкому повышению вязкости растворов и затрудняет процесс кристаллизации неопентилгликоля. Изотермы растворимости при 30 и 50°C практически совпадают, а повышение температуры может привести к усложнению аппаратурного оформления процесса.
Рис. 12 Проекция разреза неопентилгликоль - формиат натрия - реакционная смесь на грань тетраэдра неопентилгликоль - формиат натрия - вода при 30°C (Фазовые области: I - L, II - L1+L2, III, V - L+S, IV - S+L1+L2, VI - LЭ+S+S1, VII - L+S1)
Система неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - вода
Четырехкомпонентная система неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - вода изучена с целью оптимизации процесса кристаллизации неопентилгликоля, а так же для выявления степени высаливающего эффекта метанола в отношении формиата натрия.
Данные по растворимости твердых веществ в воде и метаноле при 30°C приведены в таблице 3.
Таблица 3
Растворимость формиата натрия и неопентилгликоля в воде и метаноле (мас.%) при 30°C
Вещество |
Растворитель |
||
Вода |
Метанол |
||
Неопентилгликоль |
87.80 |
82.60 |
|
Формиат натрия |
50.70 |
3.40 |
Эвтонический раствор оконтуривающей системы неопентилгликоль - формиат натрия - метанол при 30°С содержит менее 1 масс.% формиата натрия и 15.5 масс.% метанола (рис. 13а), а в системе неопентилгликоль - формиат натрия - вода концентрация формиата натрия в эвтонике - 2.1 масс.% (рис. 8а). Растворимость неопентилгликоля в воде и метаноле изменяется не значительно, а у формиата натрия при введении в систему метанола резко уменьшается (рис. 14, 15; табл. 3).
Анализ оконтуривающих систем показал целесообразность использования метанола в качестве высаливателя для формиата натрия. Для оптимизации процесса высаливания изучен ряд разрезов (с 50%, 25% и 10% водными растворами метанола) четырехкомпонентной системы неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - вода.
а)
б)
Рис. 13 Изотермы растворимости (а) и показателя преломления (б) системы неопентилгликоль - формиат натрия - метанол при 30°C
а)
б)
Рис. 14 Изотермы растворимости (а) и показателя преломления (б) системы неопентилгликоль - метанол - вода при 30°C
а)
б)
Рис. 15 Изотермы растворимости (а) и показателя преломления (б) системы формиат натрия - метанол - вода при 30°C
В разрезе с 10% водным раствором метанола сохраняется область монотектического равновесия. Область кристаллизации неопентилгликоля более выражена, чем в других разрезах. В разрезах с 50% и 25% водными растворами метанола области расслаивания не обнаружено (рис. 16-18). Составы эвтонических растворов изученных разрезов приведены в таблице 4.
а)
б)
Рис. 16 Изотермы растворимости (а) и показателя преломления (б) разреза неопентилгликоль - формиат натрия - 50% водный раствор метанола при 30°C
а)
б)
Рис. 17 Изотермы растворимости (а) и показателя преломления (б) разреза неопентилгликоль - формиат натрия - 25% водный раствор метанола при 30°C
а)
б)
Рис. 18 Изотермы растворимости (а) и показателя преломления (б) разреза неопентилгликоль - формиат натрия - 10% водный раствор метанола при 30°C
Таблица 4
Составы эвтонических растворов разрезов четырехкомпонентной системы
Разрезы |
Состав эвтонических растворов, мас.% |
||||
Неопентилгликоль |
Формиат натрия |
Метанол |
Вода |
||
50% водный раствор метанола - неопентилгликоль - формиат натрия |
84.20 |
0.50 |
7.65 |
7.65 |
|
25% водный раствор метанола - неопентилгликоль - формиат натрия |
85.60 |
0.50 |
3.47 |
10.43 |
|
10% водный раствор метанола - неопентилгликоль - формиат натрия |
85.70 |
1.50 |
1.28 |
11.52 |
Установлено, что растворимость формиата натрия в водно-спиртовых растворах неопентилгликоля понижается с увеличением концентрации последнего. Полученные экспериментальные данные подтвердили, что метанол может быть использован для высаливания формиата натрия из насыщенных растворов неопентилгликоля.
Система неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - реакционная смесь
Четырехкомпонентная система неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - реакционная смесь фактически является разрезом условно пяти компонентной системы неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - вода - сумма технологических примесей. В реакционной смеси количественное содержание примесей неизвестно, поэтому диаграмма растворимости изученного нами разреза построена в тетраэдре состава, вершины которого неопентилгликоль, формиат натрия, метанол, реакционная смесь.
Изучены трехкомпонентные оконтуривающие системы: неопентилгликоль - метанол - реакционная смесь (рис. 19) и формиат натрия - метанол - реакционная смесь (рис. 20). Установлено, что технологические примеси способствуют процессу высаливания формиата натрия. Изучено два разреза четырехкомпонентной системы (рис. 21, 22). Составы эвтонических растворов разрезов приведены в таблице 5.
Установлено, что растворимость формиата натрия понижается с увеличением концентрации неопентилгликоля в растворах реакционной смеси со спиртом.
Таблица 5
Составы эвтонических растворов разрезов четырехкомпонентной системы
Разрезы |
Состав эвтонических растворов, мас.% |
||||
Неопентилгликоль |
Формиат натрия |
Метанол |
Реакционная смесь |
||
25% раствор метанола в реакционной смеси - неопентилгликоль - формиат натрия |
76.00 |
0.50 |
5.88 |
17.62 |
|
10% раствор метанола в реакционной смеси - неопентилгликоль - формиат натрия |
80.50 |
0.50 |
1.90 |
17.10 |
Сравнение четырехкомпонентных систем неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - вода и неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - реакционная смесь
Исследования показали, что метанол выступает как гомогенизатор для расслаивающихся смесей. С увеличением концентрации метанола в разрезах систем область расслаивания уменьшается и исчезает при концентрации метанола около 15%. При введении в реакционную смесь метанола суммарный высаливающий эффект в отношении формиата натрия усиливается. В разрезах с 10% раствором метанола происходит уменьшение области монотектического равновесия за счет расширения поля кристаллизации формиата натрия (рис. 23). Дальнейшее повышение концентрации метанола приводит к увеличению области кристаллизации формиата натрия, причем в системе с реакционной смесью этот эффект проявляется более ярко (рис. 24).
а)
б)
Рис. 19 Изотермы растворимости (а) и показателя преломления (б) системы неопентилгликоль - метанол - реакционная смесь при 30°C
а)
б)
Рис. 20 Изотермы растворимости (а) и показателя преломления (б) системы формиат натрия - реакционная смесь - метанол при 30°C
а)
б
Рис. 21 Изотермы растворимости (а) и показателя преломления (б) системы неопентилгликоль - формиат натрия - 25% раствор метанола в реакционной смеси при 30°C
а)
б)
Рис. 22 Изотермы растворимости (а) и показателя преломления (б) системы неопентилгликоль - формиат натрия - 10% раствор метанола в реакционной смеси при 30°C
Рис. 23 Проекция разреза неопентилгликоль - формиат натрия - реакционная смесь на грань тетраэдра неопентилгликоль - формиат натрия - 10% водный раствор метанола при 30°C (Фазовые области: I - L, II, V - L+S, III - S+L1+L2, IV - LЭ+S+S1, VI - L+S1, VII - L1+L2)
Зависимость содержания формиата натрия от концентрации метанола в эвтонических растворах представлена на рис. 25. Она позволяет установить минимальную концентрацию метанола для максимального высаливания формиата натрия. Для системы с реакционной смесью оптимальная концентрация метанола в эвтоническом растворе составляет 2-4 масс.%, при этом содержание формиата натрия менее 0,5 масс.%.
Кристаллизация неопентилгликоля.
Система неопентилгликоль - формиат натрия - вода
Графическое изображение процесса кристаллизации неопентилгликоля приведено на рисунке 26, состав исходной и промежуточных смесей - в таблице 6. Соотношение и состав фаз определены по диаграммам растворимости.
При упаривании исходного раствора состава точки P при температуре 50°C, его состав изменяется по лучу испарения до предельной ноды - точка В. Эта смесь распадается на две жидкие фазы, которые разделяют. Соотношение фаз: верхняя, точка С - 49,6%, нижняя, точка М - 50,4%.
Верхнюю фазу охлаждают до 20°C, при этом в осадок выпадает твердая фаза состава точки D. Состав раствора меняется по линии, соединяющей эвтоники 50° и 20°C. Состав конечного раствора соответствует эвтоническому раствору при 20°C точка E. Соотношение выпавшей твердой фазы и эвтонического раствора равно 41,20: 58,80 соответственно. При упаривании эвтонического раствора получаем 8,96 масс.ч. неопентилгликоля и 0,045 масс.ч. формиата натрия. Таким образом, теоретический выход неопентилгликоля в данном процессе составляет 59,73%.
Рис. 24 Проекция разреза неопентилгликоль - формиат натрия - реакционная смесь на грань тетраэдра неопентилгликоль - формиат натрия - 25% водный раствор метанола при 30°C (Фазовые области: I - L, II - L+S, III - LЭ+S+S1, IV - L+S1)
Рис. 25 Зависимость содержания формиата натрия от концентрации метанола в эвтонических растворах: 1 - система неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - вода, 2 - система неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - реакционная смесь
Рис. 26 Политерма растворимости системы неопентилгликоль - формиат натрия - вода
Таблица 6
Состав смесей процесса кристаллизации неопентилгликоля
Точка на диаграмме |
Состав, мас.% |
|||
Неопентилгликоль |
Формиат натрия |
Вода /Вода + примеси |
||
P |
14.55 |
10.44 |
75.01 |
|
В |
39.68 |
29.82 |
30.50 |
|
С |
76.67 |
8.33 |
15.00 |
|
М |
3.42 |
50.08 |
46.50 |
|
D |
69.60 |
30.40 |
- |
|
E |
81.39 |
0.41 |
18.20 |
|
F |
38.87 |
15.02 |
43.11 |
|
К |
56.91 |
19.79 |
23.30 |
|
N |
7.50 |
34.50 |
58.00 |
|
А |
14.60 |
12.13 |
73.27 |
|
L |
37.14 |
30.86 |
32.00 |
Выпавшую на последней стадии смесь неопентилгликоля и формиата натрия можно возвращать обратно в процесс - растворять в исходном растворе (синтезате), что приведет к снижению количества упариваемой воды и увеличению выхода неопентилгликоля. Необходимо добавить такое количество смеси неопентилгликоля и формиата натрия, чтобы полученный раствор стал практически насыщенным - фигуративная точка состава раствора F находится немного выше бинодали при 50°С (рис. 26). Этот раствор упаривается при 50°С до точки К (расположена на предельной ноде). Полученная смесь расслаивается, соотношение верхней и нижней фаз составляет 73.08: 26.92 соответственно. Далее процесс идет аналогично вышеописанному. Теоретический выход неопентилгликоля по данному циклу составляет 54.1%. Расчет показал, что количество получаемой смеси неопентилгликоля и дигидрата формиата натрия недостаточно для получения раствора точки F: необходимо 43.7 маcс.ч., а получили 21.16 мас.ч. Тем не менее, возврат выделившейся смеси неопентилгликоля и формиата натрия в процесс повышает выход неопентилгликоля и снижает количество выпариваемой воды. Справедливо предположить, что процесс будет выходить на оптимальный режим в течение нескольких циклов. Оптимальные условия осуществления процесса будут достигнуты тогда, когда количество возвращаемой в процесс смеси неопентилгликоля и формиата натрия будет равно количеству этой смеси, выделившейся при следующем цикле.
Нижнюю фазу состава точки М охлаждают до 20°С. В результате в осадок выпадает дигидрат формиата натрия, а состав жидкой фазы изменяется по лучу MN до точки N. Соотношение выпавшего осадка соли и маточного раствора равно 49.1: 50.9 соответственно. Возможно возвращение этого раствора на первую стадию. При смешивании растворов соответствующих точкам Р и N получаем раствор состава точки А, который упариваем при 50°C до точки L, лежащей на предельной ноде. Соотношение верхней и нижней фазы равно 46.15% (точка С) и 53.85% (точка М). Охлаждение верхней фазы до 20°C приведет к кристаллизации смеси неопентилгликоля и дигидрата формиата натрия, а состав маточного раствора соответствует эвтоническому - точка E. Из нижней фазы состава точки М, охлажденной до 20°C получаем дигидрата формиата натрия. Расчеты показали, что возврат в цикл маточного раствора после кристаллизации формиата натрия приводит к некоторому снижению выхода неопентилгликоля.
Система неопентилгликоль - формиат натрия - вода - метанол
Графическое изображение процесса кристаллизации неопентилгликоля приведено на рисунке 27, состав исходной и промежуточных смесей - в таблице 7. При упаривании исходного раствора точки P его состав изменяется по лучу испарения до предельной ноды области расслаивания - точка B. Эта смесь распадается на две жидкие фазы. Соотношение фаз: верхняя (точка С) - 49.40%, нижняя (точка М) - 50.60%. Фазы разделяют при 30°С.
Верхнюю фазу точка C снова упаривают. Ее состав изменяется по лучу испарения до точки K, при этом в осадок выпадает формиат натрия. Состав упаренного раствора соответствует эвтоническому раствору при 30°C точка E. Соотношение выпавшей твердой фазы и эвтонического раствора равно 5.16 : 94.84 соответственно. К получившемуся раствору добавляют метанол в количестве 0.23 мас.ч. чтобы получился эвтонический раствор разреза неопентилгликоль - формиат натрия - 10% водный раствор метанола. При этом должна выпасть в осадок смесь формиата натрия и неопентилгликоля. Состав эвтонического раствора (масс.%): неопентилгликоль - 83.5; формиат натрия - 1.5; вода - 13.5; метанол - 1.5. После обезвоживания этого раствора при 60°C получается кристаллический неопентилгликоль. Теоретический выход целевого продукта в данном процессе составил 86.8%.
Система неопентилгликоль - формиат натрия - реакционная смесь - метанол
Синтезат точка P (рис. 27, табл. 7) упаривается. Его состав изменяется по лучу испарения до предельной ноды - точка В1. Эта смесь распадается на две жидкие фазы. Состав верхней фазы определяется по диаграмме растворимости, а соотношение фаз и состав нижней фазы определяется по массе и показателю преломления соответственно: верхняя фаза (точка С1) - 40,3%, нижняя фаза (точка М1) 59,7%. Фазы разделяют. Верхнюю фазу - точка C1 снова упаривают. Ее состав изменяется по лучу испарения до предельной ноды - точка K1, при этом в осадок выпадает формиат натрия. Состав упаренного раствора соответствует эвтоническому раствору при 30°C точка E1. Соотношение выпавшей твердой фазы и эвтонического раствора равно 3.76 : 96.24 соответственно. К получившейся смеси добавляют метанол, чтобы получился эвтонический раствор разреза неопентилгликоль - формиат натрия - 10% водный раствор метанола. При этом в осадок выпадает смесь формиата натрия и неопентилгликоля. После фильтрации получаем эвтонический раствор состава (масс.%): неопентилгликоль - 80.5; формиат натрия - 0.5; реакционная смесь - 17.1; метанол - 1.9. При его обезвоживании получается кристаллический неопентилгликоль. Теоретический выход целевого продукта в данном процессе составил 69.3%.
Рис. 27 Проекция разреза неопентилгликоль - формиат натрия - реакционная смесь на грань тетраэдра неопентилгликоль - формиат натрия - вода
Таблица 7
Состав смесей процесса кристаллизации неопентилгликоля
Точка на диаграмме |
Состав, масс.% |
|||
Неопентилгликоль |
Формиат натрия |
Вода /Вода + примеси |
||
P |
14.55 |
10.44 |
75.01 |
|
В |
39.01 |
27.99 |
33.00 |
|
С |
75.92 |
6.78 |
17.30 |
|
М |
3.25 |
48.35 |
48.40 |
|
E |
85.50 |
2.00 |
12.50 |
|
В1 |
36.80 |
26.45 |
36.75 |
|
С1 |
79.43 |
5.36 |
15.21 |
|
М1 |
8.50 |
40.00 |
51.50 |
|
E1 |
84.09 |
1.07 |
14.84 |
Процессы кристаллизации неопентилгликоля осуществлены в лабораторных условиях с разными исходными растворами: трехкомпонентная смесь неопентилгликоля, формиата натрия и воды, соотношение компонентов соответствует реакционной смеси; реакционная смесь, полученная в результате синтеза неопентилгликоля из изомасляного альдегида и формальдегида в присутствии гидроокиси натрия.
1. Модельная водно-органическая смесь.
Материальный баланс процесса получения неопентилгликоля из модельного раствора приведен в таблице 8. Выход неопентилгликоля составил 63.8%, что на 23% ниже теоретического - 86.8%. Это связано с потерями маточного раствора на стадиях разделения фаз и фильтрации.
Таблица 8
Материальный баланс процесса получения неопентилгликоля
из модельного раствора
Приход |
Расход |
|
1 стадия. Упаривание раствора |
||
Исходный раствор (точка P) - 500 г, nD30°=1.3610 |
Упаренная вода - 313.5 г Концентрированный раствор (точка В) - 186.5 г |
|
2 стадия. Расслаивание. Разделение фаз* |
||
Концентрированный раствор (точка В) - 186.5 г |
Верхняя фаза (точка С) - 68.33 г, nD30°=1.4280 Нижняя фаза (точка М) - 113.35 г, nD30°=1.3945 Потери - 4.82 г |
|
3 стадия. Упаривания органической верхней фазы |
||
Верхней фазы (точка С) - 68.33 г, nD30°=1.4280 |
Упаренная вода - 4.41 г Концентрированный раствор (точка Е) - 60.62 г Осадок формиата натрия - 3.3 г |
|
4 стадия. Добавление метанола к эвтоническому раствору и фильтрация получившейся смеси |
||
Концентрированный раствор (точка Е) - 60.62 г Осадок - 3.3 г Метанол - 0.9 г |
Эвтонический раствор системы неопентилгликоль - формиат натрия - 10% водный раствор метанола - 55.62 г Осадок - 3.7 г Потери - 2.2 г |
|
5 стадия. Кристаллизация неопентилгликоля |
||
Эвтонический раствор системы неопентилгликоль - формиат натрия - 10% водный раствор метанола - 55.62 г |
Кристаллический неопентилгликоль - 46.44 г |
*Примечание: разделение фаз проводили при температуре 45°C, т.к. повышение температуры ускорило коалесценцию фаз.
2. Водно-органическая смесь - реакционная смесь.
Синтез неопентилгликоля проведен следующим образом. 170 г формальдегида (содержание основного вещества 37 мас.%), 72 г изомасляного альдегида, 230 г раствора гидроокиси натрия (концентрация 20-21 мас.%) и 200 г воды выдерживались в течение 3 часов при температуре 60°C и постоянном перемешивании, после чего в раствор добавляли 14 мл муравьиной кислоты (концентрация 99.7 мас.%).
Материальный баланс процесса получения неопентилгликоля приведен в таблице 9. Выход неопентилгликоля составил 73.4%, что на 4.1% выше теоретического выхода (69.3%). Это связано с тем, что при введении метанола на 4 стадии вместо смеси формиата натрия и неопентилгликоля кристаллизуется только формиат натрия.
Таблица 9
Материальный баланс процесса получения неопентилгликоля из реакционной смеси
Приход |
Расход |
|
1 стадия. Упаривание раствора |
||
Исходный раствор (точка P) - 500 г, nD30°=1.3660 |
Упаренная вода - 304.55 г Концентрированный раствор (точка В1) - 195.45 г |
|
2 стадия. Расслаивание. Разделение фаз* |
||
Концентрированный раствор (точка В1) -195.45 г |
Верхняя фаза (точка С1) - 77.78 г, nD30°=1.4295 Нижняя фаза (точка М1) - 113.79 г, Потери - 3.88 г |
|
3 стадия. Стадия упаривания органического верхней фазы |
||
Верхняя фаза (точка С1) - 77.78 г, nD30°=1.4310 |
Упаренная вода - 4.67 г Концентрированный раствор (точка Е1) - 69.59 г Осадок формиата натрия - 3.52 г |
|
4 стадия. Добавление метанола к эвтоническому раствору и фильтрация получившейся смеси |
||
Концентрированный раствор (точка Е1) - 69.59 г Осадок - 3.52 г Метанол - 1.16 г |
Эвтонический раствор системы неопентилгликоль - формиат натрия - 10% раствор метанола в реакционной смеси - 66.3 г Осадок - 5.3 г Потери - 2.67 г |
|
5 стадия. Кристаллизация неопентилгликоля |
||
Эвтонический раствор системы неопентилгликоль - формиат натрия - 10% раствор метанола в реакционной смеси - 66.3 г |
Кристаллический неопентилгликоль - 53.37 г |
*Примечание: разделение фаз проводили при температуре 38°C, т.к. повышение температуры ускорило коалесценцию фаз.
Полученные экспериментальные данные достаточно хорошо согласуются с теоретическими расчетами на основании диаграмм растворимости поликомпонентных систем. Данные таблиц 8 и 9 дают важную информацию о возможных потерях маточного раствора с твердой фазой на стадии фильтрации и при разделении двух жидких фаз. Они составили не более 1.4%, что вполне допустимо с точки зрения дальнейшего осуществления процесса на опытной установке.
Полученные осадки неопентилгликоля анализировались на содержание формиата натрия путем определения зольности. Содержание формиата натрия в неопентилгликоле полученного из водной системы составляет 0.6 масс.%, а из реакционной смеси - 0.3 масс.%. Этот продукт может найти широкое применение при получении органоминеральных, наноструктурированных композиционных материалов [33,34].
Из нижней фазы может быть получен безводный формиат натрия путем изотермической кристаллизации или кристаллогидрат путем политермической кристаллизации.
На основании выполненных исследований предложена принципиальная схема получения неопентилгликоля и формиата натрия путем кристаллизации (рис. 28).
Заключение
Лабораторные эксперименты позволили установить ряд особенностей предлагаемого процесса:
1. Теоретически при упаривании органической фазы и после добавления метанола в осадок должны выпадать как формиат натрия, так и неопентилгликоль, однако эксперимент показал, что неопентилгликоль не выпадает в осадок, а остается в растворе, поскольку это вещество склонно к образованию пересыщенных растворов, что снижает его потери в процессе.
2. Разделение двух жидких фаз происходит значительно быстрее при повышении температуры до 35-45°C.
3. Маточные растворы, которые остаются после выделения неопентилгликоля и формиата натрия можно возвращать в голову процесса на стадию упаривания. Возврат маточных растворов не влияет на выход неопентилгликоля.
Рис. 28 Принципиальная технологическая схема получения НПГ и формиата натрия
Список литературы
1. Berlow, E. The pentaerythritols. N.Y.: Reinhold Publ. Corp., 1958. 387 p.
2. Рудковский, Д.М. Многоатомные спирты. Л.: Химия, 1972. 168 с.
3. Викторов, М.М. Графические расчеты в технологии неорганических веществ - 3-е изд., перер. и доп. Л.: Химия, 1972. 464 с.
4. Котельникова, М.В. Физико-химические основы процессов извлечения неопентилгликоля из водно-органических смесей. Дис…канд. хим.наук. Пермь, 2010. 131 с.
5. Губина (Котельникова), М.В. Физико-химические основы выделения неопентилгликоля из реакционной смеси // Отчетная научная конференция студентов и аспирантов Пермского государственного университета: материалы конф. Пермь: издательство ПГУ, апрель 2003. С. 17.
6. Котельникова, М.В. Физико-химические основы процесса кристаллизации неопентилгликоля из водно-органических смесей // Студент и научно- технический прогресс: материалы XLIII международной научной студенческой конференции. Новосибирск, 2005. С. 87-88.
7. Котельникова, М.В. Физико-химические основы процессов выделения неопентилгликоля и формиата натрия из водно-органических смесей // Проблемы химия и экология: тезисы докладов областной конференции студентов и молодых ученых. Пермь, 2005. С. 21-22.
8. Котельникова, М.В. Физико-химические основы процессов кристаллизации полиолов. Экологический аспект // Эколого-экономические проблемы освоения минерально-сырьевых ресурсов: тезисы докладов Международной научной конференции. ФГНУ «ЕНИ» и др. Пермь, 2005. С. 43-44.
9. Кудряшова, О.С. Физико-химический анализ - теоретическая основа энергосберегающих и экологически мягких химических технологий // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование: сб. тр. Санкт - Петербург, 2005. С. 130-131.
10. Котельникова, М.В. Физико-химические основы процессов разделения веществ в водно-органических системах // XV международная конференция по химической термодинамике в России. - Москва, 2005. - С. 18.
11. Самохвалов, И.И. Оптимизация процессов кристаллизации дипентаэритрита и неопентилгликоля на основе диаграмм растворимости многокомпонентных систем // Актуальные проблемы химической науки, практики и образования. Курск, 2009. С. 234-236.
12. CAS 126-30-7. Neopentyl Glycol (Neo). Data Sheet. - Perstorp Specialty Chemicals. inchem.org/documents/sids/sids/126307.pdf
13. ТУ 2432-011-00203803-98. Натрий муравьинокислый (натрия формиат) HCOONa. - Предприятие-изготовитель: ОАО "Метафракс". metafrax.ru/ru/product-list/natriy-formiat/
14. ГОСТ 6709-72. Вода дистиллированная. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2007. 11 с.
15. ГОСТ 8981-78. Эфиры этиловый и нормальный бутиловый уксусной кислоты технические. Технические условия. 18 с.
16. ГОСТ 2222-95. Метанол технический. Технические условия. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. 19 с.
17. Никурашина, Н.И. Метод сечений. Приложение его к изучению многофазного состояния многокомпонентных систем. Саратов: Саратовский ун-т, 1969. 122 с.
18. Мерцлин, Р.В. Приложение метода сечений к определению равновесий в трехкомпонентных системах с твердыми фазами // Журн. общей химии. 1940. Т. 10. Вып. 22. С. 1999-2004.
19. Журавлев, Е.Ф. Изучение растворимости в водно-солевых системах графоаналитическим методом сечений // Журн. неорганической химии. 1960. Т. 5. Вып. 11. С. 2630-2637.
20. Иоффе, Б.В. Рефрактометрические методы химии - 3-е изд. Л.: Химия, 1983. 350 с.
21. ГОСТ 9286-89 Пентаэритрит технический. Технические условия - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1998. 12 с.
22. Кудряшова, О.С. Изучение растворимости в многокомпонентных системах, содержащих неопентилгликоль и органические растворители // Химия и химическое образование: сб. тр. 3-го международного симпозиума. - Владивосток: Дальневосточный университет, 2003. С. 152-154.
23. Губина (Котельникова), М.В. Изучение растворимости в многокомпонентных системах, содержащих неопентилгликоль и органические растворители // Химия и экология: тезисы докладов областной конференции студентов и молодых ученых. Пермь, 2003, с. 47-48.
24. Трейбал, Р. Жидкостная экстракция / Перевод с англ. Ю.Н. Ковалева, В.Г. Труханова, под ред. С.З. Кагана. М.: Химия, 1966. 724 с.
25. Ильин. К.К. Топология фазовых диаграмм трех- и четырехкомпонентных систем с равновесиями конденсированных фаз: дис. ... докт. хим. наук: 02.00.04 / Константин Кузьмич Ильин. Саратов, 2000. 383 с.
26. Мерцлин, Р.В. О кристаллизации тройных систем с двумя двойными расслаиваниями // Изв. Сектора ФХА ИОНХ. 1949. Т. 18. С. 33-59.
27. Котельникова, М.В. Растворимость систем неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - вода // Ж. физ. Химии, 2006. Т. 80, Вып. 11. С. 1-6.
28. Губина (Котельникова), М.В. Изучение растворимости в многокомпонентных системах, содержащих неопентилгликоль и метанол // Молодежная наука Прикамья: сб. науч. тр. - Пермь: ПГТУ, 2004. С. 71-75.
29. Губина (Котельникова), М.В. Изучение растворимости в многокомпонентных системах, содержащих неопентилгликоль и метанол // Проблемы химия и экология: тезисы докладов областной конференции студентов и молодых ученых. Пермь, 2004. С. 51-52.
30. Губина (Котельникова), М.В. Изучение растворимости в системе неопентилгликоль - формиат натрия - метанол - вода // Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах: тезисы докладов Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов. Краснодар: издательство Просвещение. Юг, 2004. Т. 2. С. 133.
31. Котельникова, М.В. Изучение влияния технологических примесей и метанола на процесс кристаллизации неопентилгликоля и его чистоту // Проблемы теоретической и экспериментальной химии: тезисы докладов XV Российской студенческой научной конференции, посвященной 85-летию Уральского государственного университета им. А.М. Горького. - Екатеринбург, 2005. С. 339.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Номенклатура и характеристики выпускаемых водно-дисперсионных лакокрасочных материалов (ВДЛКМ), предназначенных для наружной и внутренней отделки и защиты зданий и сооружений. Технологический процесс создания этого рода продукции. Контроль качества.
курсовая работа [44,8 K], добавлен 13.11.2013Установление возможности проведения водно-тепловой обработки высококоцентрированных замесов из экструдированного зерна. Влияние степени дисперсности помола на технологические показатели осахаренного зернового сусла. Анализ способов диспергирования сырья.
дипломная работа [190,7 K], добавлен 19.05.2011Проведение идентификации неизвестного вещества по ИК-спектру, которая заключается в сопоставлении спектра вещества с эталонным спектром, приведенным в атласе. Особенности люминесцентного анализа и хроматографического исследования, их результаты.
курсовая работа [321,8 K], добавлен 11.12.2012Изменение термодинамического потенциала твердого и жидкого металла. Механизм и закономерности кристаллизации металлов. Зависимость параметров кристаллизации от степени переохлаждения. Получение мелкозернистой структуры. Строение металлического слитка.
презентация [358,7 K], добавлен 14.10.2013Классификация автоматизированных информационных систем по сфере функционирования объекта управления, видам процессов. Производственно-хозяйственные, социально-экономические, функциональные процессы, реализуемые в управлении экономикой, как объекты систем.
реферат [27,5 K], добавлен 18.02.2009Задачи использования адаптивных систем автоматического управления, их классификация. Принципы построения поисковых и беспоисковых самонастраивающихся систем. Параметры работы релейных автоколебательных систем и адаптивных систем с переменной структурой.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 07.05.2013Применение бентонитовых глин при производстве железорудных окатышей, входящие в их состав минералы. Исследование влияния органических добавок на свойства сырых окатышей. Физические и химические характеристики связующих добавок, их реологические свойства.
реферат [3,2 M], добавлен 03.03.2014Промышленные способы получения глинозема. Основы способа Байера. Взаимодействие органических веществ с растворами NaOH. Материальный баланс производства глинозема из бокситов. Расчет состава и количества оборотного раствора. Методы каустификации соды.
курсовая работа [357,9 K], добавлен 22.11.2013Технология получения и области применения биогаза как нового источника получения энергии. Методы переработки отходов животноводства и птицеводства для получения биотоплива. Правила техники безопасности при работе в микробиологической лаборатории.
курсовая работа [952,4 K], добавлен 06.10.2012Характеристика пневматических систем и постановка задачи исследования, схема и циклограмма дифференциального привода. Процессы наполнения сжатым воздухом рабочей полости и истечения сжатого воздуха из выхлопной полости. Создание модели внешних нагрузок.
дипломная работа [845,0 K], добавлен 14.09.2010Структура технологических систем; их свойства, признаки функционирования, производственные ресурсы. Факторы, определяющие производственную мощность. Естественные процессы как основа технологических систем. Технический контроль качества продукции.
контрольная работа [89,6 K], добавлен 18.02.2014Адекватность качества переходных процессов систем автоматического регулирования и систем с дифференцированием сигналов. Оптимизация систем на основе экспериментальной переходной характеристики объекта как произведение опережающего участка на инерционный.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 25.03.2012Требования к метрологическому обеспечению помещений производственных и испытательных лабораторий. Описание методов определения массовой концентрации лимонной кислоты и титруемых кислот. Оценка объемной доли этилового спирта в водно-спиртовых растворах.
отчет по практике [1,4 M], добавлен 22.06.2011Общая характеристика и классификация массообменных процессов, их использование в промышленности. Схема абсорбции с рециркуляцией жидкости и газа. Зависимость растворимости некоторых газов в жидкостях. Тепловой эффект растворения газа, его измерение.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 22.05.2012Общая характеристика и изучение переходных процессов систем автоматического управления. Исследование показателей устойчивости линейных систем САУ. Определение частотных характеристик систем САУ и построение электрических моделей динамических звеньев.
курс лекций [591,9 K], добавлен 12.06.2012Изучение методики построения диаграмм состояния металлических сплавов. Исследование физических процессов и превращений, протекающих при кристаллизации сплавов. Виды термической обработки. Анализ влияния температуры на растворимость химических компонентов.
контрольная работа [4,4 M], добавлен 21.11.2013Сорбционные процессы на границе раздела фаз сорбат – сорбент. Методы получения пористых углеродных материалов. Адсорбционные методы очистки сточных вод. Основные реакции взаимодействия компонентов смесей органических материалов в процессах со-термолиза.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 21.06.2015Способ переработки магниевого скрапа. Способ переработки магниевых шлаков, содержащих металлический магний, хлористые соли и оксид магния. Разработка концепции технологических процессов утилизации хлоридных отходов титаномагниевого производства.
контрольная работа [188,2 K], добавлен 14.10.2011Разработка технологических процессов изготовления деталей с помощью систем автоматизированного проектирования технологических процессов. Описание конструкции, назначения и условий работы детали в узле. Материал детали и его химико-механические свойства.
курсовая работа [978,3 K], добавлен 20.09.2014Параметры процесса кристаллизации, их влияние на величину зерна кристаллизующегося металла. Влияние явления наклепа на эксплуатационные свойства металла. Диаграмма состояния железо-цементит. Закалка металла, состав, свойства и применение бороволокнитов.
контрольная работа [79,3 K], добавлен 12.12.2011