Технологія вилучення сполук міді та ванадію з побічного продукту синтезу адипінової кислоти

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.01 – технологія неорганічних речовин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний університет", Харків, 2018. Дисертація присвячена вирішенню науково-практичної задачі – розробці технології вилучення сполук міді та ванадію з побічного продукту виробництва адипінової кислоти з одночасною ліквідацією екологічно небезпечних відходів промисловості та поверненням металів в цикл виробництва в якості каталізаторів. Проаналізовано фізико-хімічні властивості основних компонентів суміші нижчих дикарбонових кислот, проміжних речовин, що можуть утворюватися в процесі їх переробки та речовин, що можуть бути отримані в якості кінцевих продуктів. Вивчено і проаналізовано сучасні способи переробки сировини, що містить дикарбонові кислоти та важкі полівалентні метали, та показано, що на сьогоднішній день не існує технологій переробки цього виду відходів, які дозволяють повністю повернути всі напівпродукти до технологічного циклу. У дисертації проведено термодинамічні дослідження з вивчення взаємодії компонентів суміші нижчих дикарбонових кислот, які утворюються під час синтезу адипінової кислоти. Під час дослідження хімічного складу встановлено, що основними токсичними компонентами сухої суміші НДК є сполуки ванадію та міді переважно у вигляді солей нижчих дикарбонових кислот, розподілених між ними в різних пропорціях. В результаті аналізу експериментальних даних запропоновано виконувати вилучення токсичних елементів у два етапи, що включають в себе осадження міді сіркою – одним з неорганічних осаджувачів та перекристалізацію плаву НДК у одному з органічних розчинників. Експериментально визначено та математично обґрунтовано вибір значень основних параметрів процесу розчинення твердої фази та роздільного осадження органічної та неорганічної складових частин сухої суміші нижчих дикарбонових кислот. Запропоновано математичну модель процесу, яка дозволила знайти оптимальні технологічні параметри і видати рекомендації відносно конструкції основних апаратів, а також розрахувати оптимальні параметри здійснення технологічного процесу. Запропоновано математичну модель процесу, яка дозволила знайти оптимальні технологічні параметри процесу і видати рекомендації відносно конструкції основних апаратів. Запропоновано принципову технологічну схему виділення сполук міді та ванадію з суміші нижчих дикарбонових кислот, яка відповідає модернізації діючого виробництва та технологічну схему очищення вже готової сухої суміші нижчих дикарбонових кислот з вмістом міді та ванадію в них до 3%. Запропонована технологія пройшла випробовування на ПФ "СІТ" (м. Харків), результати дисертаційної роботи використані в Державному науково-дослідному і проектному інституті основної хімії (НІОХІМ, м. Харків) та впроваджені в учбовому процесі в УкрДУЗТ.

Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences on specialty 05.17.01 – technology of inorganic substances. – National Technical University "Kharkov Polytechnic University", Kharkov, 2018. Dissertation is devoted to solving scientific and practical problem - the development of technology extraction of copper and vanadium compounds from industrial waste production of adipic acid with simultaneous elimination of environmentally hazardous waste, and the WHO-rotation metal production cycle as catalysts. The physicochemical properties of the basic components of a bottom-crystal mixture of dicarboxylic acids intermediates that may be formed in process of the blocked refining and substances which can be prepared as the final products. We studied and analyzed the current methods of processing raw materials, comprising the first dicarboxylic acid and heavy polyvalent metals, and it is shown that at present, there is no day shiny processing technology of this type of waste that can fully restore all intermediates in the manufacturing cycle. The thesis conducted the thermodynamic studies of inter-action components of a mixture of lower dicarboxylic acids that are formed during the synthesis adipic acid. During the study of the chemical composition it is established that the main components to toxic-dry mixture of NDA are compounds of vanadium and copper premiums creatively low as salts of dicarboxylic acids, distributed between them in various proportions. As a result of analysis of experimental data to perform requested extract of toxic elements, in two stages, including depositing copper sulfur precipitating one of inorganic and recrystallization afloat NIR one organic solvent Determined experimentally and mathematically justified choice of the values of fundamentals-parameters of dissolution and separation of the solid phase deposition organics Coy and inorganic components of the dry mixture of lower dicarboxylic acids. A mathematical model of the process, which allowed to find the optimal process parameters and issue recommendations regarding the design of Ba-overt devices, as well as calculate the optimal parameters of the technological-ray process. A basic flow diagram of isolating the compounds of copper and vanadium from a mixture of lower dicarboxylic acids which corresponds to the modernization and desponding production and purification flow chart of a finished dry mixture bottoms Shihdicarboxylic acids containing copper and vanadium therein to 3%.