淀粉质吸附剂选择性分离醇/水共沸物实验研究

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低级醇(乙醇、异丙醇、正丙醇等)/水的混合物在常压时存在共沸点,是最典型的共沸系统。本文以乙醇/水溶液为研究对象,用一种新型环保可回收的复合挤压型淀粉质吸附剂——ZSG-1,用恒温吸附蒸馏方法对乙醇/水溶液进行选择性分离,得到99.7wt%以上纯度的乙醇。从实验和理论两方面对分离效果进行了研究。首先,通过筛选,选定玉米和薯粉为基本原料,混合挤压作为处理方法,过程中要加入发泡剂。制备出的ZSG-1是一种中空、富含微孔、尺寸为Φ3×3mm并且能通过313kPa静压实验的吸附剂。该吸附剂对水分子具有很强的吸附作用,对乙醇分子则很弱,当含水乙醇蒸气通过吸附剂后即达到脱水的目的。本实验通过测定该吸附剂的吸附穿透曲线,来衡量其对水的吸附能力。结果显示:在气相吸附过程中,进料浓度、表观气速、床层温度为敏感因素。当三个主要参数都为理想值时,能得到较高的对水吸附量。通过实验测定,89℃时H2O对ZSG-1的传质速率常数为13.6 m3·kg-1·h-1,偏小;吸附容量为51.8 kg·m-3。又因为ZSG-1的动态饱和吸附量为0.1511g(H2O)/g,已经接近3A分子筛。根据反气相色谱实验的数据,计算可知:水在ZSG-1上的净保留时间远大于乙醇;水在ZSG-1上的吸附热?Habs=3.16×104J·mol-1
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