Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее, время особое внимание уде-этся разработке и созданий технологических'процессов получения вых веществ и материалов с заданными свойствами их оптимизации и генсификации, научных основ технологий комплексного использовения рья и побочных продуктов, сберегающих энергетические и трудовые зурсы,использующих замкнутые технологические циклы.
Исследования, проведенные за последние годы в области ионооб~ шого синтеза показали, что кроно универсальности данного метода сравнении с традиционными, он позволяет'повышение выхода продук-j и их очистки от примесей. Имеются сведения о том, что даке из сннческих продуктов при ионообменной конверсии могут бить получе-вещества- реактивной и высокой степени чистоты. Это особенно вал-для производства химических реактивов и получения фармацевтичес-: продуктов. С помощьи ионитов ыогут быть осуществлены любые івращения электролитов: перевод солей п кислоты, кислот в соли. можно также получение к переработка трудиораетворккых' соединений
Еелной особенностью ионообменного синтеза является то, что в цзссе ионообменной конверсии не образуются побочные продукты, ряэняюдив среду и одновременно могут бить йолучены несколько дуктов.
Продукты, полученные ионообменным методом- обычно ыогут быть
тезированы также другими способами и в-каждом случае необходима
гага экономической целесообразности применения ионообменного'
соба. '
При исносбнвиноід синтезе не происходит аагряэнсния получаемого ариала побочшл/п продуктами реакции и чистота целевого продукта-зделяо-гся лил. качествен исходных есідєстз.-.Зїо особенно вахно і'рсцеесіг.з производства. Крона того возможна и одновременная допол» зльнгіл счистка, з частности, мплодиссоциироыаших сецеств.-
1:а оцноП п гейкз ионообменной установке могут выпускаться иесь-мюличные продукти, что также ваяно для производства химических ігиаоа» отличаапдосся чрезвычайна больной номенклатурой. Мзтод яснеебмззиогэ синтеза позволяет обеспечить высокий (95-ггкед з целевой продукт т более дорогостоящего исходного со- ' гения (тогда как шгход нэ птсрого - обычно регенерирующего -> ве-'па существенно пеиьпе). Однако, вопроси синтеза екцєстп из водно-органических раство-
- 4 -ров с помощью ионообменной технологии не может быть сам по себе, на основании технологических исследований лабораторного характера. Это связано с тем, что как и всякий хкмико-технологнчесхий процесс,синтез веществ на ионитах протекает во вполне определенных гидродинамических условиях, которые определяется соотношением конструкционных размеров,гранулометрическим составом твердого ионита и фиэико-хими-чзскими и скоростными свойстзамм конкретных веществ определяющих скорость элементарных актов физико-химических взаимодействий, что, в конечном счете, проявляется, в характере кинетических характеристик процесса. Наконец на степень полноты протекания процесса и на величину движущих сил влкяют равномерные зависимости между концентрациями в жидкой и твердой фразах. Поэтому поиск технологических решений необходимо проводить в неразрырном единстве с поиском рптимаг.ьногс аппаратурного оформления,кроме того о целью эффективной промышленной реализацией ионообменной технологии производства кислот и солей возникают необходимость изучения кинетики,статики процесса и подбор нонитов.а также составление иатемегической модели,оптимизации,метода интенсификации.
Учитывая вышеизложенное можно сделать вмвод о том,что разработка эффективной технологии получения органических кислоти и солей с помощью конигов является актуальной задачей.
Цель» работы является разработка теоретических основ ионообменной технологии производства высокочистых кислот и солей и их интенсификация.
Объектом исследования данной работы является интенсификация и оптимизация ионообменной технологии высокочисгых кислот и солей;
- изучение кинетических закономерностей систем ионит-кислога, ионит-
содь.
Методика исследования. В работе использован экспериментальный ыатод ионообменного получения кислот и солей, методы расчета коэффициента диффузии, значений коэффициентов ыассообмена, построение математической модели, метода интенсификации и оптимизации.
Научная новизна. - Разработаны н&учные основы ионообменной технологии производства высокочистых солей и кислот;
- изучены кинетические закономерности и статика ионообменных процес
сов таких над соль-ионят, ккслота-ионит;
. - получены уравнения кинетики и равновесия указанных систеи;
- на основа кинетики составлена математическая модель процессов;
—гг.-Е^І&Ї^З?'^^1 эффективная непрерывная технология кокообнзиного про
изводства солей и кислот; .
получено уравнение массообмена для определения коэффициента массо-передачи;
на основе математической модели сфорыулироьана задача по оптимизации и найдакы оптимальные технологические параметры еєдєния процесса;
предложенновий ионообменный аппарат с кипящим слоеи и установлены оптимальные конструктивные параметры.
Практическая ценность исследования. Разработана принципиальная технологическая схема ионообменного получения аышегсеречисденгкх кислот и солеи высокой частоты с замкнутой системой технологичьских потоков.
Реализация результатов исследования. Испытания на опытно-промда-ленной установке КНХП им.Ю.Г.Мачедолиева АН Республики Азербайджан показали, что ионообменная технология позволяет довести выход целевого продукта до 99. который соответствует квалификации "Ч".
Рекомендации автора приняты для проектирования зззодоь по производству высокочистых солей и кислот КазНИІІГилрофосфором, Среднеазиатским проектно-конструкторсним и научно-исследовательским институтом пищевой промышлекности и Институтом удобрений АН Республики Узбекистан.
Экономические расчеты показали, что эффект приэтсм составит /У0О/»4с.УУбле& ка тонну продукции.
Апробация работы. Основные разделы докладывались автором и обсуждались на научно-технической конференции профессорско-преподава^ тельского состава Бухарского технологического институї а пищевой и легкой промышленности (1982 г. г.Бухара), на Всесдвзной научно-технической конференции по использовании ионообменных смол (г.Одесса, 1983 г.), на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Ташкентского института текстильной и легкой промышленности (г.Ташкент, 1989-1992 гг.), на РеспублинанскоЯ научной конференции молодых ученых АН Узбекистана (г.Ташкент, 1991 г.)
Публикации. По результатам исследовсиий опубликовано 30 научных трудов.
Личный вклад автора. Все включенные в диссертацию исследования выполнены в соавторстве, проведены при непосредственном.участии автора на всех этапах работы от общей постановки задачи экспериментов и обсуждения результатов до опытно-промышленной апробации и внедрения результатов.
Автор защищает следующие основній положения;
- нову» ионообменную технологию производства высокочистых кислот и
солей, моделирование на основе кинетических закономерностей и их он-
типизация.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введ двух частей, в состав которых вводит 10 глав, выводов, списка лит туры и приложений. Работа изложена на 336 страницах машинопі ного текста, включает УЗ рисунков и 5"/ таблиц.