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中文摘要
乙二醛是重要的化工原料和中间体,广泛地应用于纺织印染、医药、造纸等
领域,尤其是随着医药行业的发展高纯度乙二醛的需求逐渐增加。目前,乙二醛
的工业生产工艺存在着环境污染严重、纯度低、能耗高、收率低、易爆炸等问题。
乙醛法生产乙二醛工艺具有产品质量高、能耗低等优点,本文对硝酸氧化乙醛法
制备乙二醛的氧化反应机理、合成及分离过程进行深入研究。研究内容如下:
采用离子排阻色谱法测定乙二醛溶液组成,选用示差检测器、氨基色谱柱、
稀硫酸为流动相进行乙二醛溶液中各组分的定性分析,并采用外标法对其中乙醛
酸、乙醇酸、草酸、甲酸、乙酸等组分建立了定量分析方法,实现了乙二醛溶液
的快速、准确的测定。
通过分析硝酸氧化乙醛过程,可知氧化反应是按自由基机理进行,从而推导
出硝酸氧化乙醛制备乙二醛的反应体系中主、副产物的生成机理。实验研究了乙
二醛、甲酸和乙酸的生成反应动力学,得出了这三个反应的动力学模型。
对电渗析法分离硝酸进行了实验研究。使用 J-1-18 膜组装的电渗析装置分离
硝酸,建立该过程的传质过程方程并得到传质模型。研究膜堆电压以及不同硝酸
初始浓度等因素对电渗析分离硝酸过程的影响,结果表明在低电压条件下,电渗
析法可有效的分离硝酸。
实验研究气提法分离乙醛的过程,并建立了该过程的稳态非平衡级模型,采
用收敛性很好的 Newton 同伦算法进行模型的求解,模拟结果与实验结果吻合度
很高。利用模型分析了气提过程的稳态特性,系统考察了液气比、进料温度、塔
板数等对于产品中乙醛浓度的影响。研究结果表明气提法可在较低温度下有效地
脱除乙醛,解决了乙二醛溶液在高温下变质的问题。
采用 J-18 均相离子交换膜和大孔离子交换树脂组装电去离子装置,对电去
离子分离乙酸进行了实验研究,建立了该过程的传质过程方程并得到传质模型。
考察了不同的操作条件对乙酸分离的影响,实现乙二醛溶液中乙酸的深度分离。
关键词: 乙二醛离子排阻色谱反应动力学均相膜气提电渗析电去离子
ABSTRACT
Glyoxal is a kind of important chemical material and intermediate with a wide
range of applications in printing and dyeing textile, medicine, paper making et al.
Especially with the development of pharmaceutical industry, there is an increasing
demand for high-purity glyoxal gradually. At present, the industrial manufacture
process suffered from severe pollution, lower purity, high energy consumption, low
yields and tends to explode et al.. While the production process of glyoxal from
acetaldehyde has merits of higher quality product and lower power consumption etc..
The reaction mechanism, synthesis and separation process of the method of nitric acid
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