توضیحات
چکیده
اسید فسفریک دومین اسید معدنی پر مصرف در دنیا است و به عنوان ماده اولیه در تولید شویندهها، محصولات غذایی و دارویی به کار میرود. بدین لحاظ خالصسازی اسید فسفریک یکی از نیازهای ضروری صنایع مصرف کننده از آن به شمار میرود. ۹۵% اسید مصرفی در صنایعی که نیاز به اسید فسفریک خالص دارند به روش حرارتی و تنها ۵% آن به روش تر تولید میشود. اسید تهیه شده به روش حرارتی دارای خلوص بالا بوده ولی هزینه تولید آن بسیار بالا است. با توجه به افزایش سالانه ۳/۲ تا ۵/۲% نیاز به اسید فسفریک خالص، کاهش هزینه تولید آن یکی از نیازهای روز صنعت به شمار میرود. برای خالص سازی اسید فسفریک تولید شده به روش تر، معمولاً روش استخراج برای حذف عمده ناخالصیها انجام شده و برای بالا بردن بیشتر خلوص آن از روشهایی مانند اولترافیلتراسیون، جذب سطحی، کریستالیزاسیون و تبادل یون استفاده میشود. این روشها با معایبی از قبیل سختی انجام فرآیند، هزینه بالای تأمین و نگهداری تجهیزات، هزینه بالای رزین و نیاز به احیای آن روبه رو هستند. همچنین فرآیندهای تبادل یون و جذب سطحی در غلظتهای پایین بازده مناسبتر هستند.
در این پروژه به منظور حذف ناخالصیهای فلزی از اسید فسفریک تر از روش جداسازی جزء به جزء با کف استفاده شده است که روشی جدید برای انجام این فرآیند محسوب میشود.
اساس روش جداسازی جزء به جزء با کف، جذب سطحی ناخالصیها بر روی کفهای بالارونده از ستون است که همراه با خود، ناخالصیها را از درون خوراک خارج کرده و محصولی خالص به جای میگذارد. این روش علاوه بر بازده بالا، مزیتهایی از قبیل سهولت در انجام فرآیند، هزینه کم عملیاتی و مصرف انرژی پایین را دارد. همچنین به علت عدم استفاده از حلالهای شیمیایی، فرآیندی سبز به شمار میرود.
قابلیت این فرآیند در حذف ناخالصیهای اسید فسفریک، تأثیر سرعت هوای ورودی، زمان، غلظت و انتخاب پذیری سورفکتانتها نسبت به هر فلز با استفاده از سورفکتانتهای KEN10، SDS و SFDبررسی شد. همچنین تمامی آزمایشها در حالت نیمه پیوسته انجام گردید.
برای سورفکتانت KEN10، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 043/0 و غلظت بهینه برابر با ۱٫۲CMC (CMC=0.229 mg/cc) به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با %۱۹/۳۱ ، نسبت غنی سازی برابر با ۹۵/۱ و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با ۹% است.
برای سورفکتانت SDS، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 020/0 و غلظت بهینه برابر با ۲CMC (CMC=0.35 mg/cc) به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با %۲۰/۷۰، نسبت غنی سازی برابر با ۳۹/۴ و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با % ۲۶/۸ است.
برای سورفکتانت SFD، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 014/0 و غلظت بهینه برابر با CMC (CMC=2.33 mg/cc) به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با ۹۳/۵۹% ، نسبت غنی سازی برابر با ۲۸/۴ و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با ۷۱/۴% است.
همچنین با انجام دو مرحله آزمایش، درصد حذف کلی فلزات برای سورفکتانت SDS برابر با ۳۱/۹۵% و برای سورفکتانت SFD برابر با %۰۹/۹۱ به دست آمد.
کلمات کلیدی: اسید فسفریک، جزء به جزء کردن کف، حذف فلزات، نونیل فنل اتوکسیلات، سدیم دودسیل سولفات، دی سدیم لورت ۳ سولفوسوکسینات.
۱-۳٫ روشهای تولید اسید فسفریک۶
۱-۳-۳٫ مقایسه روش تر و روش خشک۱۱
۱-۴٫ ناخالصیهای اسید فسفریک تر۱۱
۱-۵٫ خالصسازی اسید فسفریک تر۱۷
۱-۵-۱٫ خالصسازی اسیدفسفریک به روش رسوب دادن۱۸
۱-۵-۲٫ خالصسازی اسید فسفریک به روش جذب۲۰
۱-۵-۳٫ خالصسازی اسیدفسفریک به روشهای غشایی۲۲
۱-۵-۴٫ خالصسازی اسیدفسفریک به روش کریستالیزاسیون۲۴
۱-۵-۵٫ خالصسازی اسیدفسفریک به روش استخراج۲۵
فصل۲ : روش جداسازی جزء به جزء با کف۳۵
۲-۲٫ روش جداسازی جزء به جزء با کف۳۹
۲-۳٫ کاهش انرژی آزاد گیبس به دلیل جذب سطحی۴۸
۲-۴٫ نفوذ، مرحله کنترلی جذب مولکولها در سطح گاز-مایع۵۲
۲-۷٫ مروری بر تاریخچه پیشرفت فرآیند و کارهای انجام شده پیشین۵۸
فصل۳ : شرح طراحی سامانه جداسازی جزء به جزء با کف و مراحل آزمایشگاهی۶۴
۳-۳٫ تجهیزات آزمایشگاهی و دستگاههای آنالیز۷۰
۳-۴-۱٫ پیش تصفیه اسید فسفریک تر۷۱
۳-۴-۲٫ روش انجام آزمایش جداسازی جزء به جزء با کف۷۲
۳-۴-۳٫ پارامترهای مهم در ارزیابی فرآیند۷۴
فصل۴ : بررسی نتایج آزمایشگاهی۷۶
۴-۲٫ نتایج حاصل از خالص سازی اولیه اسید فسفریک۷۷
۴-۳٫ نتایج حاصل از آزمایشات جداسازی جزء به جزء با کف۷۸
۴-۳-۱٫ تأثیر غلظت سورفکتانت روی کشش سطحی محلول۷۹
۴-۳-۲٫ تأثیر سرعت هوای ورودی روی عمکرد سیستم۸۰
۴-۳-۳٫ تأثیر غلظت سورفکتانت روی عملکرد سیستم۸۸
۴-۳-۴٫ تأثیر زمان بر روی پارامترهای عملکردی سیستم۹۰
۴-۳-۵٫ انتخاب پذیری سورفکتانتها نسبت به هر فلز۹۲
۴-۳-۶٫ تأثیر نوع سورفکتانت بر روی فرآیند۹۴
۴-۳-۷٫ نتایج آزمایشهای دو مرحلهای برای سورفکتانتهای SDS و SFD96
۴-۳-۸٫ تأثیر غلظت سورفکتانت و سرعت هوای ورودی بر روی اندازه حبابها۹۷
فصل۵ : نتیجه گیری و پیشنهادها۱۰۳
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.