CWL-N實(shí)驗(yàn)室離心萃取機(jī)處理含酚廢水

CWL-N實(shí)驗(yàn)室離心萃取機(jī)處理含酚廢水

????多級(jí)錯(cuò)流是指與原料也與萃取劑同向流動(dòng)。在Aspen Plus模擬軟件中可以建立簡單的多級(jí)錯(cuò)流萃取流程，以三級(jí)錯(cuò)流萃取為例，圖5.1為其流程圖。

在圖5.1所建立的三級(jí)錯(cuò)流萃取流程的基礎(chǔ)上，規(guī)定溫度20℃，水相和油相的總體積比3.1，以模擬廢水(溶質(zhì)為苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚，苯酚C6H6O質(zhì)量濃度4192.2mg/L,鄰甲酚C7H8O-01質(zhì)量濃度555mg/L、間甲酚C7H8O-02質(zhì)量濃度358.5mg/L,對甲酚C7H8O-03質(zhì)量濃度286.9mg/L)為原料液，模擬醋酸丁醞對酚類物質(zhì)的萃取過程。此過程中要求系統(tǒng)絕熱，具體的模擬數(shù)據(jù)列于表5.1

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由表5.1可見，經(jīng)三級(jí)錯(cuò)流萃取后水中苯酚濃度為86.398mg/L，鄰甲酚濃度為98.22mg/L，間甲酚濃度為109.4 mg/L，對甲酚濃度為1.12 mg/L;油相苯酚濃度為12209.73mg/L鄰甲酚濃度為1359.216 mg/L，間甲酚濃度為741.8545 mg/L，對甲酚濃度為849.7098 mg/L。經(jīng)三級(jí)錯(cuò)流萃取后水相中苯酚的濃度相對于原料液大大的降低了，同時(shí)鄰甲酚、間甲酚和對甲酚，尤其是對甲酚濃度也都有相應(yīng)幅度的降低。

????本文利用溶劑萃取法進(jìn)行萃取實(shí)驗(yàn)，同時(shí)采用Aspen Plus化工模擬軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的模擬分析，對油頁巖干餾制取頁巖油過程中產(chǎn)生的含酚廢水中鄰甲酚、間甲酚和對甲酚對苯酚萃取的影響進(jìn)行探討研究。得出如下結(jié)論:

??????(1)當(dāng)模擬廢水中存在甲基酚時(shí)，苯酚的萃取率低于甲基酚不存在時(shí)，其變化趨勢由隨著水油相比的減小而增加變?yōu)橄仍龃蠛鬁p小，并且在水油相比為3:1時(shí)出現(xiàn);三種甲基酚的萃取率則以隨著水油相比的減小而減小為主要趨勢，溫度對其影響比較小。相同條件下，對苯酚萃取影響大小的順序是間甲酚>鄰甲酚>對甲酚。當(dāng)苯酚和間甲酚是模擬廢水的溶質(zhì)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)范圍中的溫度和相比下廠丁AME的萃取脫酚能力均強(qiáng)于醋酸丁醋。當(dāng)苯酚和對甲酚是模擬廢水的溶質(zhì)時(shí)，各相比下溫度低于25℃時(shí)TAME的萃取效果優(yōu)于醋酸丁酷，高于25℃時(shí)則相反。本文研究了頁巖油含酚廢水中鄰甲酚、間甲酚和對甲酚對苯酚萃取的影響，為同時(shí)萃取頁巖油含酚廢水中幾種酚的工業(yè)化打下基礎(chǔ)，也為其過程的優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

??????(2)運(yùn)用Aspen Plus化工模擬軟件，以NRTL方程為模型方程，對用TAME/醋酸丁酷萃取含酚廢水中苯酚的過程進(jìn)行模擬分析，在200C時(shí)，TAME萃取時(shí)，苯酚萃取率實(shí)驗(yàn)和模擬的平均誤差為5.35%，對甲酚萃取率平均誤差6.98%，間甲酚萃取率平均誤差為9.3%}醋酸丁酷萃取時(shí)，苯酚萃取率實(shí)驗(yàn)和模擬的平均誤差為4.616%，鄰甲酚萃取率平均誤差6.9%，對甲酚萃取率平均誤差6.28%，間甲酚萃取率平均誤差為4.95% o說明實(shí)驗(yàn)與模擬數(shù)據(jù)相關(guān)性良好。

??????(3)研究了錯(cuò)、逆流三級(jí)萃取流程的分離性能。三級(jí)逆流萃取的水油相總體積比為3:1和三級(jí)錯(cuò)流萃取的水油相總體積比為1:1時(shí)苯酚及甲墓酚在出口水相中的濃度相近;三級(jí)錯(cuò)流萃取的水油相總體積比為3:1時(shí)苯酚及甲基酚在出口水相中的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于三級(jí)逆流萃取的水油相總體積比為3:1時(shí)的濃度?？偠灾媪鬏腿∶摲有Ч儒e(cuò)流萃取脫酚效果好。

??????(4)在萃取塔內(nèi)對萃取脫酚試驗(yàn)進(jìn)行靈敏度分析，考察溫度、水油相體積比、塔板數(shù)、塔板效率對萃取實(shí)驗(yàn)的影響。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)醋酸丁酷為萃取劑時(shí)一，苯酚、鄰甲酚、間甲酚和對甲酚的萃取率隨水油相比的減小而先升高后降低的，隨溫度的升高而逐漸變?nèi)?，但是變化幅度不?通過分析各個(gè)因素對萃取效果的影響，得出適合萃取脫酚的鼓優(yōu)條件(水油相比3，溫度20℃,塔板數(shù)5，塔板效率0.9 )，在此優(yōu)條件下以苯酚、鄰甲酚、間甲酚和對甲酚為溶質(zhì)的模擬廢水進(jìn)料進(jìn)行萃取塔模擬萃取，萃取塔流出的水相中苯酚含量約為0.2829mg/L，滿足國家相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，對甲酚含量為0.000947mg/L，鄰甲酚和間甲酚萃取后含量也有相應(yīng)幅度的降低。

????綜上所述，廢水中鄰甲酚、間甲酚和對甲酚的存在，使得苯酚的萃取效果受到影響，相同條件下不能達(dá)到廢水中只含有苯酚時(shí)的萃取效果。如果想得到更好的萃取結(jié)果，需要增加萃取塔塔板的數(shù)量，提高塔的塔板效率，尋找對苯酚和甲基酚萃取效果更好的萃取劑等。

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