1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶镍电极电化学加氢机理

采用稳态极化法、循环伏安法和恒电位库仑法研究了1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶(ANDMU)在镍电极上的电化学加氢机理,实验体系为pH 3的硫酸硫酸钾水溶液。结果表明,在镍电极析氢电位之前,在-0.7~-0.8 V(相对于Hg2SO4参比电极)ANDMU即发生加氢反应。随着pH值降低,还原电流增大,加氢反应速度增大,还原电位正移。反应受扩散控制,增大搅拌速度和提高温度都可以提高反应速度。ANDMU在镍电极上的电化学加氢反应机理与在铂电极上的情况相似,都是溶液中氢离子在电极表面得电子生成原子态氢还原ANDMU的EC(电化学反应后耦联有化学反应)过程。     

氯仿萃取咖啡因过程研究

工业过程回收母液中的咖啡因采用氯仿２级错流萃取，接触设备为静态混合器，主要缺点为氯仿损失大，收率只有９０％左右。通过研究影响萃取过程的工艺参数对此进行了改进。在振动筛板柱中３级逆流萃取可使流比和氯仿蒸发能耗降低为原来的２５％，收率提高到９９％而且操作稳定。在中间试验的基础上运用Ｋａｒｒ公式成功地进行了放大。萃残液中溶解和夹带的氯仿通过磺化煤油萃取和分馏系统可回收９０％以上。     

咖啡因合成的绿色技术

以 3R原则 (Reduce,Reuse,Recycle)评论了合成咖啡因工业绿色技术的进展。缩合反应的副产物醋酸可再利用生产氯乙酸和盐酸 ,完成闭合循环。以振动筛板塔萃取咖啡因不仅提高了收率 ,而且降低了高毒溶剂氯仿的用量和能耗。萃残液中溶解和夹带的氯仿 ,可用磺化煤油萃取和蒸馏回收。茶碱结晶后的母液 ,可用 2 -乙基己醇萃取回收其中的茶碱。 1,3-二甲基 - 5亚硝基脲嘧啶的电催化加氢是取代还原剂铁粉或氢气有应用前景的绿色技术     

液-液分散模型及滴内传质

研究了湍流场中液－液分散和滴内传质的非稳态过程。结果表明，Ｓａｎｔｅｒ平均滴 径随时间的变化可以用滴群平衡方程和简化的液滴破碎函数和聚合函数描述．分散初 始阶段并且分散相存留量较低时，可以略去聚合项，液滴破碎过程可以简化为等体积的 二分裂过程。滴内传质可以用Ｄａｎｃｋｗｅｒｔｓ表面更新理论描述，界面更新速率在数值上 相当于单位时间滴群比表面的更新分数。     

萃取法回收母液中的茶碱

提出了以２－乙基己醇或仲辛醇萃取回收母液中茶碱的工艺流程。讨论了ｐＨ值，温度和Ｎａ２ＳＯ４含量对萃取的影响。１５℃，ｐＨ＝６．７时，２－乙基己醇萃取母液中茶碱的分配比为０．７，ｐＨ≥８时分配比迅速下降。温度升高或Ｎａ２ＳＯ４浓度增高均促使分配比增大。负载２－乙基己醇可用ＮａＯＨ溶液反萃取，反萃取为不均相化学反应过程，ＮａＯＨ用量和动力学因素是使反萃取完全的重要条件。     

氯仿萃取4-氨基吡啶过程

为提高4-氨基吡啶生产能力,采用溶剂萃取实验研究了该产品的分离回收过程及影响因素。结果表明,氯仿为工业过程适用的溶剂。4-氨基吡啶在氯仿和水相中的分配比随溶液pH值升高而增大,且为快速分子萃取过程。水相中硫酸钠和硫酸亚钛均对萃取过程有盐析效应,使分配比增大。该萃取过程热效应为5.632kJ/mol,受温度影响不大。确定了pH=11～12时4-氨基吡啶在有机相与水相中分配平衡关系。当有机相和水相间体积比为2时,5级错流萃取的回收率为96%以上,测定值与预测值吻合较好。当体积比为4时,8级逆流萃取4-氨基吡啶的回收率也可达96%以上。该研究结果为工业生产提供了基础数据。     

氯仿萃取咖啡因的传质研究

为了建立振动筛板萃取塔传质模型,用单液滴萃取装置测定了氯仿萃取咖啡因过程的传质系数。通过双膜理论分析得知,滴外传质是萃取过程的控制步骤。采用Krishna关联式估算的液滴终端速度与测量值符合较好,平均相对误差为1.69%。当分散相的Reynolds数在308.1～365.4范围时,内环流液滴的滴外传质系数测量平均值为1.30×10-4m.s-1,与Garner-Tayeban和Trybal关联式计算得出的传质系数平均相对误差分别为6.89%和8.93%。结果表明上述关联式可以用于萃取塔的设计和放大。     

1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶泡沫镍阴极电催化加氢研究

为了改进1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶(ANDMU)的电催化加氢还原工艺,在平行板隔膜电解槽中,以泡沫镍为阴极,钛基二氧化钌为阳极,饱和硫酸钾的硫酸亚汞为参比电极,用恒阴极电位电解方法研究了ANDMU电催化加氢还原过程。讨论了支持电解质浓度、阴极电位、阴极液pH值、温度、反应物ANDMU浓度和阴极液循环流量等工艺参数对还原产物收率及电流效率的影响。在优化条件下还原产物收率99.9%,电流效率79.2%。与铅阳极比较,电压效率增加14%,直流能耗降低12%。     

氢化可的松液—液分配平衡预测

测定了氢化可的松（ＨＣ）的熔点及熔融热，利用ＨＣ在乙酸丁酯、氯仿和去离子水中的溶解度数据预测了不同温度下ＨＣ在乙酸丁酯／水、氯仿／水两体系中的分配系数，并与实验数据进行了比较。结果表明，在考虑了溶剂与水的互溶度之后，运用三元两尾标Ｍａｒｇｕｌｅｓ活度系数表达式对乙酸丁酯／水体系的预测结果比二元两尾标Ｍａｒｇｕｌｅｓ的预测结果有明显改善，与实验结果吻合较好；而三元两尾标Ｍａｒｇｕｌｅｓ式和二元两尾标Ｍａｒｇｕｌｅｓ式对氯仿／水体系的预测结果接近，均与实验结果符合较好。最后讨论了ＨＣ在两相的溶解度之比与ＨＣ在两相的分配系数之间的关系。