Recuperarea acizilor organici din soluțiile uzate saline derivate în urma fabricării ciclohexanonei prin electrodializă

Abstract

In aceasta lucrare s-a studiat posibilitatea recuperarii acizilor organici din solutiile reziduale sarate, derivate in urma fabricarii ciclohexanonei, prin electrodializa cu o singura membrana schimbatoare de anioni. S-au studiat si analizat in detaliu pe baze teoretice, cativa parametri cum ar fi: curentul, densitatea de curent, randamentul de curent, valoarea pH-ului si consumul de energie. Rezultatele indica ca electrodializa cu o singura membrana schimbatoare de anioni este una dintre cele mai admisibile metode de recuperare a acizilor organici. Mai multi acizi valorosi, cum sunt acidul butiric si adipic, sunt separati complet din solutiile reziduale saline prin electrodializa intr-o singura etapa si consuma mai putina energie in comparatie cu procesele conventionale.

Cuvinte cheie: membrana schimbatoare de anioni, solutie reziduala salina, acizi organici.

1. Introducere

Cand ciclohexanul este oxidat pentru a forma ciclohexanona, un proces de mare importanta in producerea caprolactamei, un amestec de acizi monocarboxilici si dicarboxilici, formati prin scindare oxidativa a inelului alicic, se separa in cantitati mari ca un produs secundar. In procesul folosit in mod obisnuit pentru oxidarea ciclohexanului, din 100 kg de ciclohexan, se obtin cam 70-80 kg de ciclohexanona si 20-25 kg de acizi organici, care sunt deversati prin spalare alcalina cu solutie reziduala salina. Acesta proportie mare de reziduu este de obicei o povara foarte grea pentru proces, astfel s-au realizat eforturi mari pentru a modifica aceasta metoda in unele privinte pentru a obtine produsi utilizabili din punct de vedere tehnic. Acizii carboxilici, alifatici cu catena mica, asa cum sunt acizii adipic si butiric, din solutiile reziduale sarate, sunt reactivi importanti pentru industria chimica si alimentara. Pentru a obtine o utilitate economica a acestor acizi valorosi, mai multe tratamente chimice efective, ale acestor solutii saline reziduale au fost obiectul unei varietati de experimente din momentul in care s-a realizat oxidarea ciclohexanului [1-3]. Tratamentele actuale ale solutiilor saline reziduale ale productiei de ciclohexanona sunt caracterizate de urmatoarea secventa de pasi: acidifiere, esterificare si distilare. Din pacate, asemenea procese sunt de obicei impiedicate de costurile considerabile si consumul enorm de energie pentru separarea acestor acizi organici atat de cautati.

Electrodializa (ED) in multe cazuri este o tehnica cu o capacitate foarte mare, cand compusii incarcati trebuie sa fie separati dintr-o solutie. Este o alternativa buna in ceea ce priveste protectia mediului pentru tehnologie, care se utilizeaza in mod curent. In ultimii ani, electrodializa a fost utilizata pe scara larga pentru purificarea si recuperarea solutiilor organice acide [4-9]. Obiectivul acestei cercetari a fost de a studia fezabilitatea procesului de electrodializa cu o singura membrana schimbatoare de anioni pentru recuperarea acizilor organici din solutiile reziduale sarate.

2. Parte experimentala

Schema procesului cu cele doua compartimente de electrodializa este prezentata simplu in Fig, 1, marimea fiecarei celule a fost de (lungime latime grosime). Anionii acidului organic au fost transportati prin membrana schimbatoare de anioni(MAE) din solutia reziduala salina in solutia de recuperat sub influenta fortei electrice. Membrana schimbatoare de anioni folosita in acest experiment a fost membrana Ionac MA-3475, produsa de Sybron Chemical Inc.

Fig.1

Caracteristicile membranei sunt listate in tabelul 1. Suprafata totala a MAE a fost de . S-au folosit doi electrozi de lucru, un anod de titaniu platinat si un catod de fier. Marimea ambilor electrozi a fost de aproximativ 25 cm2.