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, 2017. 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.