İtakonik asidin organofosforik özütleyiciler kullanılarak sulu çözeltilerden tepkimeli özütlenmesi

Abstract

İtakonik asit, biyobozunur polimerik malzemelerin sentezinde kullanılabilen çok yönlü bir dikarboksilik asittir. Buna ek olarak ilaç, boya, reçine, biyo-yakıt ve medikal ürünlerin sentezinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Artan talep ve mevcut yöntemlerin ekonomik ve çevresel yetersizlikleri yeni üretim ve ayırma yöntemlerinin geliştirilmesini gerektirmiştir. Bu tez çalışmasında itakonik asidin sulu çözeltilerden tepkimeli özütleme yöntemi ile ayrımı araştırılmıştır. Çalışmada bir organofosforik özütleyici olan trioktilfosfin oksit (TOPO) kullanılmıştır. İtakonik asit derişimi 0,05-0,5 mol/L arasında iken TOPO derişimi 0,2 ile 0,8 mol/L aralığında olmuştur. Organik fazda çözücü olarak toluen, metil izobütil keton (MIBK), oktanol ve dekanol test edilmiştir. Fiziksel özütleme deneylerinde toluen ile itakonik asidin organik faza aktarılamadığı fakat MIBK, oktanol ve dekanol ile aktarıldığı gözlenmiştir. Sabit özütleyici derişiminde artan başlangıç pH değeri ile birlikte geri kazanım verimi çözeltinin doğal pH değerine kadar yükselmiş sonrasında düşmüştür. En yüksek geri kazanım verimine çözeltinin doğal pH değerinde (pH= 2,14) erişilmiştir. Sistem 60 dakikada dengeye ulaşmıştır. Üç farklı sıcaklık noktasında elde edilen bulgular sıcaklık artışının ayırma verimine olumsuz etkisini göstermiştir. En yüksek ayırma verimleri toluen ve MIBK ile sırasıyla %96,08 (KD= 24,50) ve %94,12 (KD= 16,00) olmuştur. Bu iki çözücü için TOPO derişiminin artmasıyla geri kazanım verimi artarken asit derişiminin artması ile verim düşmüştür. Yükleme değerleri birden düşük olmuştur. Sonuçlar TOPO özütleyicisinin itakonik asit geri kazanımı için uygun bir çözücü ile birlikte kullanılabileceğini göstermiştir.

Itaconic acid is a versatile dicarboxylic acid that can be used in the synthesis of biodegradable polymeric materials. In addition, it is widely used in the synthesis of pharmaceuticals, dyes, resins, biofuels and medical products. The increasing demand and the economic and environmental inadequacies of existing methods necessitated the development of new production and separation methods. In this thesis study, the separation of itaconic acid from aqueous solutions by reactive extraction method was investigated. Trioctylphosphine oxide (TOPO), an organophosphoric extractant, was used in the study. While the concentration of itaconic acid was between 0,05-0,5 mol/L, the concentration of TOPO was between 0,2 and 0,8 mol/L. Toluene, methyl isobutyl ketone (MIBK), octanol and decanol were tested as solvents in the organic phase. In physical extraction experiments, it was observed that itaconic acid could not be transferred to the organic phase with toluene, but was transferred with MIBK, octanol and decanol. At constant extractant concentration, the recovery efficiency increased up to the natural pH value of the solution and then decreased. The highest recovery efficiency was reached at the natural pH value of the solution (pH= 2,14). The system reached equilibrium in 60 minutes. The results obtained at three different temperature points showed the negative effect of temperature increase on separation efficiency. The highest separation efficiencies were 96,08% (KD= 24,50) and 94,12% (KD= 16,00) with toluene and MIBK, respectively. For these two solvents, the recovery efficiency increased with the increase in TOPO concentration while decreased with the increase in acid concentration. Loading factors were less than unity. The results showed that TOPO extractant can be used with a suitable solvent for itaconic acid recovery