Экстракция фосфорной и серной кислот органическими растворителями из их смешанных растворов

• Автор: Нзасангинама, Эмильен
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с.

1.Введени е

2. Литературный обзор

2.1.Физико-химические основы получения фосфорной кислоты

2.2.Распределение примесей в производстве экстракционной фосфорной кислоты

2.3.Способы очистки экстракционной фосфорной кислоты

2.4.Механизмы экстракции минеральных кислот органическими

растворителями

2.5.Экстракция минеральных кислот

органическими растворителями

2.6.Экстракция фосфорной кислоты органическими

растворителями

2.6.1.Экстракция фосфорной кислоты спиртами
2.6.2. Экстракция фосфорной кислоты фосфорорганическими
соединениями
2.6.3.Экстракция фосфорной кислоты альдегидами и кетонами
2.6.4.Экстракция фосфорной кислоты простыми
и сложными эфирами
2.7.Термодинамическое описание экстракционных систем
3. Экспериментальная часть
3.1. Исходные вещества
3.2 .Методы исследования.. г
3.3.Растворимость в системах ИБС - Н3РО4
и ДиОМФ - Н3Р04 -Н20
3.4.Экстракция фосфорной кислоты из водных растворов
3.4.1.Экстракция фосфорной кислоты нейтральными
фосфорорганическими соединениями
3.4.2.Экстракция фосфорной кислоты алифатическими спиртами
3.5.Сравнительное изучение экстракции фосфорной и серной
кислот кислородсодержащими соединениями
3.6.Совместная экстракция фосфорной и серной кислот из
их бинарных растворов
3.7.Физико - химический анализ экстрактов при экстракции фосфорной и
серной кислот кислородсодержащими соединениями
3.7.1.Электропроводность и плотность экстрактов
3.7.2.Содержание воды в экстрактах
3.7.3.ИК-спектры экстрактов
4.Термодинамическое описание изотерм экстракции фосфорной и
серной кислот кислородсодержащими соединениями
4.1.Описание экстракционного равновесия с учетом гидратации
компонентов органической фазы
4.2. Описание изотерм экстракции фосфорной и серной кислот кислородсодержащими соединениями
4.2.1.Моделирование изотерм экстракции фосфорной кислоты
алифатическими спиртами
4.2.2.Моделирование изотерм экстракции фосфорной кислоты
фосфорорганическими соединениями 127 .
4.2.3.Моделирование изотерм экстракции серной кислоты
кислородсодержащими соединениями
5.Экстракция железа(Ш) из фосфорнокислых растворов
6.Принципиальная технологическая схема очистки фосфорной кислоты от примесей серной кислоты трибутилфосфатом
7. Выводы
8. Список литературы
Х.Введение

Актуальность работы. Для производства пищевых и кормовых фосфатов используется термическая фосфорная кислота, однако, ее стоимость высока, что связано с большим расходом и высокой стоимостью электроэнергии, необходимой для ее производства. В связи с этим возникла необходимость замены термической фосфорной кислоты на глубоко очищенную экстракционную фосфорную кислоту (ЭФК) как более дешевый продукт. Одним из эффективных способов очистки технической ЭФК от примесей, в том числе остаточных количеств серной кислоты, является экстракция в системе жидкость - жидкость, однако физико-химические основы этого процесса мало изучены. Имеющиеся в литературе фрагментарные сведения о составе соединений, образующихся в процессе экстракции фосфорной и серной кислот, весьма противоречивы, интерпретация экспериментальных результатов неоднозначна, отсутствуют количественные методы описания изотерм экстракции минеральных кислот. Весьма ограничены сведения по экстракции фосфорной и серной кислот из их смешанных растворов, которые необходимы для разработки процесса глубокой очистки фосфорной кислоты. Перспективными соединениями для этой цели являются нейтральные фосфорорганические соединения и длинноцепочечные спирты. В связи с этим, актуальной задачей является систематическое изучение химии экстракции фосфорной и серной кислот из их смешанных растворов различными кислородсодержащими соединениями.
Цель работы состояла в изучении закономерностей распределения фосфорной и серной кислот в системах Н3РО4 - ЬЬБСф - нейтральное кислородсодержащее органическое соединение (НКОС) - вода и разработке рекомендаций по глубокой очистке фосфорной кислоты от примесей серной кислоты с использованием методов жидкостной экстракции.

З.З.Растворимость в системах ИБС-ШРОз -Н?0 и ДиОМФ - НзРОл -н,о
Изучение взаимной растворимости нейтральных
кислородсодержащих экстрагентов в широком интервале температур представляет большой интерес так как такие экстрагенты широко применяются в практике.
В данной части проведено изучение взаимной растворимости фосфорной кислоты в изобутиловом спирте и в диизоокгилметилфосфонате. Равновесие в системе ИБС-Н3РО4-Н2О изучалось при температурах 25, 35, 60, 75, 90 ± 1°С. Система ДиОМФ-Н3РО4-Н2О изучалась только при температуре 25 ± 1°С. Бимодальные кривые в диаграммах растворимости строились по опытным данным, полученным методом титрования до точки помутнения. Опытные данные по равновесию жидких фаз представлены в табл. 3-6, а треугольные диаграммы растворимости для этих систем приведены на рисунках 2 -5.
Таблица 3.
Состав точек бимодальной кривой для системы ИБС-Н3РО4-Н2О при различных температурах.
ВДР04 ИБС н2о Н3РО4 Н3РО4 Н20
(вес.%) (вес.%) (вес.%) (вес.%) (вес.%) (вес.%)
Т=25°С
о. . 7,44 92,56 . 56,67 10,89 32,44
5,49 7Д 87,41 55,21 13,18 31,61
11,49 6,05 82,46 51,18 19,01 29,81
21,58 5,01 73,41 44,13 30,19 25,47
30,3 5,07 64,63 33,49 43,54 22,97
34,7 5,08 60,22 27,85 50,26 21,97
42,07 5,22 51,71 18,75 60,93 20,32
47,25 . 7,25. . 45,66 . 10,09 70,87 19,04
50,27 8,73 41 6,17 75,42 18,41