Karboksilli asitlerin ekstraksiyonunda çözücü seçimi ve sıvı-sıvı denge verilerinin incelenmesi
Solvent selection in carboxylic acid extraction and investigation of liquid-liquid equilibrium data
Yazar: ÇİĞDEM ARISOY
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET BİLGİN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
13ÖZETKARBOKS LL AS TLER N EKSTRAKS YONUNDA ÇÖZÜCÜ SEÇ M VESIVI-SIVI DENGE VER LER N N NCELENMESKarboksilli asitler endüstride yaygın kullanım alanlarına sahiptir. Fermentasyonlaüretimi esnasında sulu fermentasyon ortamından ayrılması işleminin ekonomik birşekilde gerçekleştirilmesi önem arz etmektedir.Bu çalışmada karboksilli asitler olarak propiyonik ve butirik asitlerin suluçözeltilerinden farklı yapıdaki organik çözücülerle (izoamil alkol, oleil alkol, toluen,ters-butil metil eter, siklohekzil asetat, kerosen ve izobutil metil keton) ekstraksiyonu298.15 K'de incelenmiştir. Kullanılan karboksilli asitlerin bu çözücüler ve su arasındakidağılma katsayıları deneysel olarak belirlenmiştir.kinci aşamada ekstraksiyon etkinliğini arttırmak amacıyla ekstraktan olarak tri-n-oktilfosfin oksidin (TOPO) yukarıda adı geçen çözücüler içindeki farklı konsantrasyonlarınasahip (~0.02-0.95 mol/L) çözeltileri kullanılmıştır. Organik fazdaki TOPOkonsantrasyonuna bağlı olarak dağılma katsayıları ve yükleme değerleri hesaplanmıştır.Daha sonra su-propiyonik asit-oleil alkol ve su-butirik asit-oleil alkol üçlüsistemlerine ait çözünürlük eğrileri ve bağlantı doğruları 298.15 K, 308.15 K ve 318.15K sıcaklıklarında deneysel olarak bulunmuştur. Bağlantı doğrularına Othmer-Tobiaskorelasyonu uygulanarak deneysel verilerin güvenilirliği test edilmiştir.Propiyonik asidin su ve kullanılan çözücüler arasındaki dağılma katsayıları 0.09 ile 2.13arasında; butirik asidin su ve çözücüler arasındaki dağılma katsayıları ise 0.94 ile 9.84arasında değişim göstermiştir. Çözücü ekstraksiyonunda ekstraktan olarak(TOPO+çözücü) sistemlerinin kullanımının olumlu sonuçlar verdiği ve ekstraksiyonunetkinliğini artırdığı belirlenmiştir. Su - propiyonik asit - oleil alkol ve su - butirik asit -oleil alkol üçlü sistemlerine ait denge verileri incelendiğinde oleil alkolün bu asitlerisulu ortamdan ekstrakte etmek için uygun bir çözücü olduğu görülmüştür.

Abstract:
14SUMMARYSOLVENT SELECTION IN CARBOXYLIC ACID EXTRACTION ANDINVESTIGATION OF LIQUID - LIQUID EQUILIBRIUM DATACarboxylic acids have a widespread use in industry. During the production ofcarboxylic acids by the fermentation process the separation of acids from the aqueousfermentation media is economically in great importance.In this work the extraction of propionic and butyric acids from aqueous solutions withdifferent type of solvents (isoamyl alcohol, oleyl alcohol, toluene, tert-butyl metyl ether,cyclohexyl acetate, kerosene and isobutyl methyl ketone) were investigated at 298.15 K.Distribution coefficients of these acids between water and solvents are determinedexperimentally.To improve the extraction efficiency, the solutions at different concentrations (~0.02-0.95 mol/L) of tri-n-octylphosphine oxide (TOPO) in the solvents were taken asextractant. Distribution coefficients and loading values along TOPO concentration inorganic phase were calculated.The solubility curves and tie-lines of the water-propionic acid-oleyl alcohol and water-butyric acid-oleyl alcohol ternary systems were determined experimentally at 298.15 K,308.15 K, 318.15 K. The reliability of the experimental tie-line data were tested byusing Othmer-Tobias correlation.The distribution coefficients of propionic acid between water and solvents that are usedin this study have changed between 0.09 and 2.13; and also the distribution coefficientsof butyric acid between water and the solvents have changed between 0.94 and 9.84. Itwas observed that using (TOPO + solvent) system as extractant in solvent extractionprocess has given positive results and increased the extraction efficiency. According tothe equilibrium data of water-propionic acid-oleyl alcohol and water-butyric acid-oleylalcohol ternary systems, oleyl alcohol appears to be an adequate solvent to extract theseacids from aqueous solutions.