复合醇氨法制备无水氯化镁的相关基础研究

作     者：张帅 

作者单位：天津科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周桓

授予年度：2012年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：六氨氯化镁 氨 乙二醇 水氯镁石 氨溶解度 反应平衡常数 反应结晶 

摘      要：本学位论文主要针对盐湖水氯镁石资源的开发利用,研究了乙二醇氨法制备无水氯化镁工艺中,极为关键的氨化反应结晶过程。主要包括氨在乙二醇中的溶解度的研究,氨化反应平衡的研究,以及氨化反应结晶工艺条件的研究三部分。具体研究内容和结果如下： 1.采用溶解平衡的方法测定了氨气在乙二醇中的溶解度,并建立了氨溶解度的数学模型。实验安排了五个温度水平：303.15K,308.15K,313.15K,318.15K,323.15K,和七个压力水平30KPa,40KPa,50Pa,60KPa,70KPa,80KPa,90KPa,共得到了35组氨溶解度数据。基于扩展的拉乌尔定律和扩展的亨利定律,建立了表达上述条件下,乙二醇中氨的溶解度的热力学模型,并将计算值与实验值进行了关联,取得良好效果。 2.在氨化反应平衡基础上,做了如下研究：(1)以氨在乙二醇中的溶解度为空白对照实验,研究了平衡母液中的氨浓度受反应温度、压力的影响情况;(2)研究了固相产物中的氨、镁摩尔比与反应条件的关系,找到了合成六氨氯化镁的完全氨化反应发生的条件区间,并建立了区间的边界方程;(3)在完全氨化反应所发生的条件区间内进行实验,研究了平衡母液中各反应成分的浓度,求算出了六氨取代氨化反应的反应平衡常数。通过参数估计法,建立了表达该反应平衡常数与温度关系的范特霍夫方程,并对实验数据进行关联,取得了较好的结果;(4)通过反应平衡常数的计算值,核算了各条件下所得平衡母液中氯化镁和氨的摩尔浓度,并与实验值进行了偏差分析。 3.在上述工作基础上,进行了公斤级放大实验,考察了温度、进料速度、结晶停留时间和育晶陈化对反应结晶的影响,找到了合成六氨氯化镁的最佳工艺条件。安排三个温度水平：318.15K,313.1K和323.15K;四个进料水平：5ml/min,10ml/min,15ml/min,20ml/min;六个停留时间：75min,100min,125min,150min,200min,250min。