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碳酸二甲酯—甲醇—氨三元混合体系的分离

郑金凤

   本文主要研究了由“尿素-甲醇均相催化法制备碳酸二甲酯(简称DMC)”得到的反应产物的分离及提纯难题。以上述反应体系获得的DMC-Mt(甲醇)-NH3三元混合物馏出液为研究对象,通过大量实验研究,完成了通过加热回流法脱出DMC-Mt-NH3三元混合物中的氨,使溶液中大量的氨降低为0.026 mol?L-1;然后将脱氨后的DMC-Mt二元混合溶液通过蒸馏得到DMC质量浓度为30%的DMC-Mt共沸体系;继而研究了对此二元共沸体系中的DMC进行浓缩分离的实验方法。本文确定了DMC-Mt二元共沸体系分离的2种方法,即用无水CaCl2作为盐析试剂的加盐蒸馏法与用37.45%的CaCl2水溶液作为萃取剂的萃取蒸馏法,并研究了相应的实验条件。 (1)通过对尿素-甲醇均相催化法反应获得的馏出液产品即DMC含量很低的DMC -Mt-NH3三元混合物溶液加热,沸腾回流2 h可以将体系中90%以上的溶解氨脱出。文中三元混合物溶液中溶解的氨含量采用过量的0.1 mol·L-1稀盐酸溶液反应或吸收,再用NaOH标准溶液返滴定法测定。(2)研究了DMC-Mt二元共沸体系的平衡相图,为后续DMC的浓缩分离研究提供了理论依据和实验条件的数据基础。(3)对于DMC含量30%左右的DMC-Mt二元共沸体系的浓缩分离首先研究了加盐蒸馏方法,从多种可供选择的盐析试剂中选定了无水CaCl2;常压下,加热环境(水浴)温度为80℃回流30 min后,持续线性升温(10℃/2h),馏出液的流速控制在“2~3 d/s·150mL液体”,接取前2 h馏出液,可得到DMC含量为50%的甲醇溶液。实验中所用的无水CaCl2经加热处理和活化后可以重复利用,盐析的作用效果基本不变。(4) DMC含量30%左右的DMC-Mt二元共沸体系的浓缩分离的另一种方法是CaCl2水溶液作为萃取剂的萃取蒸馏法,通过实验确定CaCl2的适宜浓度37.45%,适宜溶剂为水。萃取剂溶液与DMC-Mt二元共沸体系溶液的体积比为1:1,萃取液可循环使用。将37.45%的CaCl2水溶液萃取剂预先加热到65℃,以“2~3 d/s·150mL液体”的速率从蒸馏釜的蒸汽顶部缓慢滴入DMC-Mt二元共沸体系中,并以相同速率接收馏出液。初始加热环境(水浴)温度为80℃并以10℃/2h线性升温至90℃,收取前2 h馏出液,可得到DMC含量为55%的馏出液。(5)对加盐蒸馏与盐水作溶剂的萃取蒸馏2种方法的优、缺点进行了分析比较。研究了萃取精馏法在选择的适宜条件下对DMC-Mt二元体系采取一次蒸馏的DMC浓缩实验的效果,得到了萃取精馏法在上述适宜条件下采取精馏可以获得DMC、甲醇完全分离的预测。……   
[关键词]:碳酸二甲酯;分离;甲醇;;盐析;蒸馏;萃取蒸馏
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国石油大学2008年
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