生物質(zhì)吸附劑分離叔丁醇-水共沸物及其熱再生的研究.pdf

1、無水叔丁醇作為一種重要的有機(jī)化工原料，廣泛用作有機(jī)溶劑、添加劑和烷基化劑等，但工業(yè)生產(chǎn)的叔丁醇中都含有水并且形成均相最低恒沸物，使得普通精餾難以精制叔丁醇。本文利用吸附分離的方法研究了生物質(zhì)吸附劑用于叔丁醇-水共沸物分離的可行性。并在此基礎(chǔ)上，對生物質(zhì)吸附劑用于叔丁醇-水共沸物分離過程的最佳吸附條件和最佳再生條件，以及生物質(zhì)吸附劑對水的吸附過程的吸附機(jī)理作了進(jìn)一步的探索。
　　本文首先利用反氣相色譜法對生物質(zhì)吸附劑CSA用于選擇性

2、分離叔丁醇-水共沸物的可行性進(jìn)行了探究。結(jié)果表明CSA可以優(yōu)先選擇性吸附水，并且低溫更有利于該分離過程。
　　接著，本文通過正交試驗(yàn)研究了生物質(zhì)吸附劑CSA在固定床中分離叔丁醇-水共沸蒸汽的吸附過程和再生過程。吸附試驗(yàn)主要通過在不同的床層高度、床層溫度、塔釜油浴溫度下的叔丁醇的生產(chǎn)能力來確定最佳吸附條件；再生試驗(yàn)主要通過在不同的再生氣體流速、再生溫度、再生時(shí)間下CSA的再生效率來確定最佳再生條件。最后，為了檢驗(yàn)CSA的重復(fù)使用性能

3、，在其最佳吸附和再生工藝下進(jìn)行了5次循環(huán)吸附-再生試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CSA固定床吸附分離叔丁醇-水共沸蒸汽的最佳吸附條件為塔釜油浴溫度102℃，床層溫度84℃，床層高度30cm，各影響因素對叔丁醇生產(chǎn)能力的影響程度大小為塔釜油浴溫度>床層溫度>床層高度，并且各因素間無相互影響；CSA在固定床中的最佳再生條件為空氣流速60L/h，空氣溫度120，再生時(shí)間40min，各影響因素對CSA的再生效率的影響程度大小為空氣溫度>再生時(shí)間>空氣流速，

4、并且各影響因素間無相互影響。CSA經(jīng)過多次再生后再生效率幾乎沒有變化，表明CSA多次再生后仍可重復(fù)使用。
　　最后，本文通過對吸附前、吸附后和再生后的CSA進(jìn)行FESEM和壓汞儀表征，以及利用氣相熱力學(xué)計(jì)算CSA分離叔丁醇和水的吸附過程的吸附熱和吸附自由能變，研究了其吸附機(jī)理。表征結(jié)果表明CSA主要由大孔組成，并且在CSA對水的吸附過程中大孔起到了主要的吸附作用。吸附后CSA被水飽和，顆粒由干癟變得飽滿，而熱再生后CSA完全再生，