DMF回收工艺中钯碳催化剂的应用性能研究.docVIP

理工学院 毕业论文开题报告 题 目: DMF回收工艺中钯碳催化剂的应用性能研究 学生姓名： 缑玉杰 学 号： 09L0101224 专 业： 化学工程与工艺 指导教师： 许永权(讲师) 2013年3月15日  开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2010年2月26日”或“2010-02-26”。 1.文献综述 1.1 DMF的物化性质 DMF是一种无色、有淡胺味的液体。分子式为C3H7NO，结构式为： 分子量为73.10，相对密度0.945~0.950，熔点-60.43℃，沸点152.8℃，闪点57.78℃，蒸汽密度2.51，蒸汽压0.49kPa(3.7mmHg25℃)，自燃点445℃。蒸汽与空气混合物爆炸极限2.2%-15.2%。能与浓硫酸、发烟硝酸剧烈反应甚至发生爆炸。 易燃，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险[1]。 化学性质 在无酸、碱、水存在下，即使加热到沸点也是比较稳定的。在酸的作用下分解成甲酸和二甲胺盐，而在碱的作用下则分解成甲酸盐和二甲胺： HCON(CH3)2+H2O+H+→HCOOH+NH2(CH3)2+ 式（1） HCON(CH3)2+OH-→HCOO-+ NH(CH3)2 式（2） 受紫外线作用分解成二甲胺与甲醛，加热到350℃左右分解成二甲胺与一氧化碳[2]。与盐酸形成比较稳定的等摩尔的加合物，其熔点为40℃，沸点为110℃[3]。与SO3也能形成结晶性质加合物，其熔点为138℃，沸点145℃，DMF－SO3可作为缓和的磺化剂和硫酸化剂使用。与POCl3、COCl2、SOCl2等形成的加合物可在电子密度高的芳香环上引入CHO基（Vilsmeier反应）。P2O5在室温下不溶于N，N-二甲基甲酰胺，但在40℃以上形成稳定的络合物后，在室温即能溶解，而不发生沉淀。在金属的存在下加热是发生激烈反应并放出氢气。与三乙基铝在0℃也能发生激烈反应。也能与Grignard试剂反应。与酰氯与酸酐发生反应是生成二甲酰胺的衍生物： 式（3） 式（4） N，N-二甲基甲酰胺在自由基引发剂存在下与烯烃发生下列反应[4]： 式（5） ． 1.2 DMF的废水来源 N，N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种化学性质稳定、沸点高、性能优良的有机溶剂，除卤代烃以外，能与水及多数有机溶剂以任意比互溶，由于其良好的溶解能力有“万能溶剂”之称[5]，且DMF又是一种重要的农药医药中间体，多种气体的吸收剂，因此DMF具有广泛的应用领域。在农药上，用以合成杀虫脒[6]；在医药上，用以合成磺胺嘧啶、强力霉素、可的松和维生素B6等药物；在石油化工中，用作气体吸收剂，用以分离和精制气体，如丁二烯抽提；作为重要的有机溶剂，DMF广泛应用于PU革和聚氯乙烯(PVC)生产[7]。因此在以上化工产品生产过程排出的废水中含有大量DMF，每年仅制革行业排放的含DMF废水约1亿吨。但生产过程中排放的废液内DMF浓度相对较低，如使用目前国内简单的DMF回收装置，由于能耗高，回收处理费用昂贵，使得工厂没有直接经济效益。如果将DMF废液直接排放到外界环境中，不仅是经济上的损失，而且造成严重的环境污染。 1.3 DMF的毒性及回收必要性 DMF可以经过呼吸道、消化道和皮肤进入人体内，具有一定毒性。其危害主要有：在0.102mg／m3以下暴露32周，引起恶心、呕吐、腹部绞痛、肝大；高浓度引起高血压、食欲下降、便秘并伤肝、肾；长期暴露会刺激皮肤，引发皮疹[8]。 为了消除废水对环境的影响，也为了降低生产成本，必须对DMF废水进行回收并循环使用或作为副产品出售[9]。 而DMF废水回收工艺中一个重要步骤就是抑制DMF分解促进甲酸分解。催化剂作为一种高效和重要的工业用品，选用合适的催化剂用于甲酸分解，会大大提高甲酸的分解速度，从而降低生产成本，提高经济效益