為優(yōu)化整個(gè)萃取單元，本文將從液固塔內(nèi)萃取和萃取液回用兩個(gè)方面，詳細(xì)研究尼龍6多組分非均相萃取過程的傳質(zhì)規(guī)律、內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)控塔內(nèi)顆粒流動(dòng)、新型萃取塔傳質(zhì)特性和萃取液近臨界水水解動(dòng)力學(xué)及優(yōu)化工藝，具體內(nèi)容如下:

(1)尼龍6多組分液固萃取過程傳質(zhì)規(guī)律

為研究尼龍6多組分液固萃取過程，擬采用間歇萃取實(shí)驗(yàn)與半間歇塔內(nèi)傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)考察溫度、CL水溶液濃度和液相流速影響純水和CL水溶液萃取工業(yè)尼龍6顆粒中CL、CD和三聚體(cyclic trimer,簡(jiǎn)稱CT)的規(guī)律;通過建立顆粒和萃取塔不同尺度的傳質(zhì)模型，以期獲得各小分子物質(zhì)平衡常數(shù)、內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)和外部傳質(zhì)系數(shù)。

(2)內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)控萃取塔內(nèi)流動(dòng)

為研究萃取塔內(nèi)流動(dòng)特性，擬采用冷態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置，考察單人字形內(nèi)構(gòu)件的萃取塔在工業(yè)操作條件下的床層壓降、塔內(nèi)液相停留時(shí)間分布和顆粒速度分布;為優(yōu)化塔內(nèi)顆粒流動(dòng)的均勻性，將在離散元(discrete element method,簡(jiǎn)稱DEM)模擬基礎(chǔ).上，優(yōu)化設(shè)計(jì)新型內(nèi)構(gòu)件，改善塔內(nèi)顆粒流動(dòng)，形成新型萃取塔結(jié)構(gòu)。

(3)新型萃取塔內(nèi)傳質(zhì)特性

萃取塔內(nèi)不僅需要保證固體顆粒流動(dòng)的均勻性使其停留時(shí)間一致,同時(shí)也需要研究安裝新型內(nèi)構(gòu)件的萃取塔內(nèi)的傳質(zhì)過程。基于此，采用半間歇萃取實(shí)驗(yàn)研究不同內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)對(duì)于塔內(nèi)傳質(zhì)均勻性以及傳質(zhì)效率的影響;進(jìn)而采用Aspen用戶模型搭建工業(yè)逆流萃取模塊，模擬研究所設(shè)計(jì)新型塔設(shè)備中的尼龍6萃取過程，優(yōu)化萃取工藝。

(4)萃取液高效水解回用過程

為解決現(xiàn)今回用工藝CD含量過高影響正常生產(chǎn)的缺陷，擬采用近臨界水水解萃取液工藝，充分研究溫度和初始水含量對(duì)于水解過程的影響，以確定較優(yōu)工藝;探討近臨界水水解過程反應(yīng)機(jī)理，建立動(dòng)力學(xué)模型并獲得動(dòng)力學(xué)參數(shù);并通過聚合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證水解產(chǎn)物回用的可行性。

上述研究結(jié)果不但可為優(yōu)化尼龍6萃取過程提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),也將為尼龍6萃取過程新設(shè)備與新工藝的開發(fā)提供理論依據(jù)和工程應(yīng)用指導(dǎo)。

來源：華南理工大學(xué)

作者：秦春曦

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