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丁二酸与γ-丁内酯是极其重要的有机化工原料,均被广泛地应用于工业、农业以及医药等领域。本文对以农林生物质为原料的发酵产物中丁二酸的分离、以及丁二酸反应生成物γ-丁内酯的分离工艺进行了研究。首先通过结晶法以及阴离子树脂吸附法对丁二酸进行分离,建立数学模型分析吸附过程机理;然后对丁二酸的反应生成物γ-丁内酯进行有机溶剂萃取分离;最后通过精馏法分离萃取剂与γ-丁内酯。主要内容有:(1)对丁二酸的水溶液进行结晶分离探究。结果表明:溶液在初始质量浓度为8%、结晶温度为-2--1℃、结晶时间为20 min的条件下,结晶收率达到50.4%,在足够长的时间下结晶收率可达73.2%。并考察了发酵液中氯化钠存在时的影响,结果表明发酵液中的氯化钠不影响结晶的收率。(2)通过阴离子树脂对丁二酸进行吸附实验,间歇实验结果表明:所选取的6种树脂中,HZD-9树脂的吸附效果最优。在常温,初始浓度为30 mg/mL,平衡时间为30 min时该树脂的吸附量为545.8 mg/g。动态实验结果表明:泵入浓度为10、20和30 mg/mL的丁二酸,穿透时间由20min缩短为2 min;装填树脂量为2、6和10g时,穿透时间由5 min增大到39 mmin。通过三种吸附等温方程对实验数据进行拟合,得出吸附过程符合Langmuir吸附等温方程;通过四种反应动力学方程对实验数据进行拟合,得出该吸附过程符合Weber and Morris二级动力学方程。根据确定的方程建立相应的数学模型,对比实验数据与模型拟合数据,推测液膜传质系数以及孔扩散系数等因素对吸附的影响。(3)通过萃取剂萃取水溶液中的Y-丁内酯。实验结果表明:在选取的五种常用萃取剂中,二氯甲烷的萃取效果最优。在常温、相比为1(V二氯甲烷:Vγ-丁内酯溶液)萃取时间为20 min、静置时间为30 min的条件下单级萃取率达到80.4%。通过三级错流萃取实验,在相比为0.6,其它条件不变的情况下,萃取率达到95.3%,通过精馏提纯萃余相中的γ-丁内酯,γ-丁内酯的质量浓度达到99.6%,回收率达到80%。