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β-环糊精聚合物吸附提纯石化副产物中苯乙酮的研究

批准号:
21606054
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
18.0 万元
负责人:
柴坤刚
依托单位:
学科分类:
分离工程
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
王利军、吴梅香、卢科、梁清华

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
针对石油化工PO/SM联产工艺产生的富含苯乙酮和1-苯乙醇的副产物,本项目提出采用选择性吸附法从中分离提纯高含量的苯乙酮。前期研究发现β-环糊精空腔对该混合副产物中的苯乙酮具有非常强的选择性包结能力,基于此,本项目拟通过反相乳液聚合法研制保留有β-环糊精空腔的β-环糊精聚合物微球,并以此作为选择性吸附法的吸附介质。通过静态吸附试验考察聚合物微球对苯乙酮和1-苯乙醇的吸附特性;通过固定床吸附试验考察混合底物的吸附传质动力学过程。根据静态吸附与连续吸附试验结果,筛选1-2种合适的聚合物微球,对PO/SM联产工艺的混合副产物分别进行间歇吸附和固定床吸附分离,并进行吸附工艺的优化。
英文摘要
This research proposes a selective adsorption method for obtaining high purified acetophenone from petrochemical by-product coming from the production of propylene oxide/styrene monomer (PO/SM), which mainly contains the mixture of acetophenone and 1-phenylethanol. Previous research has found that β-cyclodextrin cavity has the capability of highly selective inclusion of acetophenone. Therefore, β-cyclodextrin polymer microspheres (β-CDPs), whose internal cavities are kept in the polymeric matrices will be constructed by inverse (W/O) emulsion polymerization method. The adsorption properties of acetophenone and 1-phenylethaol onto β-CDPs and the adsorption diffusional mass transfer processes were studied through static adsorption experiments and fixed-bed adsorption, respectively. According to these results, the β-CDPs having the best separation power were selected to purify acetophenone from by-product of PO/SM production through batch and fixed-bed adsorption experiments.
PO/SM副产物中的两种主要组分——苯乙酮和1-苯乙醇具有非常接近的物理性质,很难通过常规分离方法分开。我们的前期研究工作发现,β-环糊精空腔对该副产物中的苯乙酮具有很强的包结选择性,然而,β-环糊精包结分离工艺只能在间歇模式下操作,效率不高。本项目提出将β-环糊精通过交联得到聚合物,并在间歇和连续吸附工艺中进行吸附分离工艺的优化研究。为了实现β-环糊精基聚合物高效吸附分离苯乙酮和1-苯乙醇,我们主要做了以下几方面的研究:(1) 筛选出合适的交联剂芳香族多异氰酸酯,并初步探讨了制得的β-环糊精聚合物的吸附性能;(2) 进一步发现具有异氰脲酸酯环结构的β-环糊精交联聚合物具有更优异的选择性吸附性能,结合量子化学计算,对其吸附性能及机理进行了详细研究;(3) 通过调控反应条件,制备出核壳结构β-环糊精聚合物,在验证其结构基础之上,探讨了其间歇及连续吸附分离性能。基于上述研究内容,针对选择性吸附PO/SM副产物中的苯乙酮,我们总结出性能优异的β-环糊精聚合物应该具备几点特征:(1) 尽可能保留β-环糊精晶型结构;(2) 除β-环糊精空腔外,还应提供其他对苯乙酮有高亲和力的特异性吸附位点(如异氰脲酸酯环);(3) 具有较为丰富的介孔或大孔结构,确保较快的吸附平衡速率;(4) 颗粒具有优异的机械强度,在连续吸附的重复使用过程中保持压降稳定。本项目的成功实施不仅拓展了β-环糊精聚合物的新结构,揭示其与PO/SM副产物中的苯乙酮和1-苯乙醇的相互作用规律和选择性吸附机理,也为建立一种具有成本低廉、操作简单、高效分离等优势的苯乙酮吸附提纯方法提供了新思路,为后续放大分离规模及其工业化进程铺平道路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Efficient remediation of 2,4-dichlorophenol from aqueous solution using β-cyclodextrin-based submicron polymeric particles
使用基于 β-环糊精的亚微米聚合物颗粒有效修复水溶液中的 2,4-二氯苯酚
DOI: 10.1016/j.cej.2018.11.196
发表时间: 2019-03
期刊: Chemical Engineering Journal
影响因子: 15.1
作者: [Zhou Liqin, Xu Zhijun, Yi Kai, Huang Qiuyuan, Chai Kungang, Tong Zhangfa, Ji Hongbing]
通讯作者: Ji Hongbing
Facile separation of cinnamyl acetate and cinnamaldehyde based on host-guest complexation with β-cyclodextrin
基于β-环糊精的主客体络合轻松分离乙酸肉桂酯和肉桂醛
DOI: 10.1002/ffj.3443
发表时间: 2018
期刊: Flavour and Fragrance Journal
影响因子: 2.6
作者: [Chai Kungang, Xu Zhijun, Zheng Lu, Zhou Liqin, Tong Zhangfa, Ji Hongbing]
通讯作者: Ji Hongbing
DOI: 10.1016/j.jhazmat.2018.01.034
发表时间: 2018
期刊: Journal of Hazardous Materials
影响因子:
作者: [Chai Kungang, Lu Ke, Xu Zhijun, Tong Zhangfa, Ji Hongbing]
通讯作者: Ji Hongbing
Easy fabrication of aromatic-rich cellulose-urethane polymer for preferential adsorption of acetophenone over 1-phenylethanol
轻松制造富含芳香族的纤维素-聚氨酯聚合物,与 1-苯基乙醇相比优先吸附苯乙酮
DOI: 10.1016/j.carbpol.2018.11.057
发表时间: 2019
期刊: Carbohydrate Polymers
影响因子: 11.2
作者: [Li Guoyu, Chai Kungang, Zhou Liqin, Tong Zhangfa, Ji Hongbing]
通讯作者: Ji Hongbing
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    β-环糊精修饰淀粉基多孔树脂及高效分离C8芳烃和PO/SM副产物的研究
    • 批准号:
      21868002
    • 项目类别:
      地区科学基金项目
    • 资助金额:
      40.0万元
    • 批准年份:
      2018
    • 负责人:
      柴坤刚
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金