Recovery of carboxylic acids from aqueous solutions

Carboxylic acids are commonly used organic acids and have many applications in industries producing food and pharmaceutical products, surfactants and detergents. Especially formic, acetic, propionic and butyric acid are important organic chemicals. These compounds can be found in many side streams and plant effluents. Recovery costs of carboxylic acids are high when they are removed from dilute solution. Conventional processes for the recovery of carboxylic acids from aqueous solutions are classical distillation or extractive distillation, azeotropic distillation or liquid-liquid extraction. The literature part of this Master’s of Science Thesis comprises possible extractants in liquid-liquid extraction of carboxylic acids from aqueous solutions and methods for their regeneration form the extract. The experimental part of this Thesis investigates liquid-liquid extraction of carboxylic acids from aqueous solutions. The aim of this work was to find a suitable extractant for liquid-liquid extraction and suitable process conditions to recover carboxylic acids from aqueous solutions. Also, back extraction of carboxylic acids and their thermal decomposition in relation to distillation of were. Experiments showed that there is more than one possible extractant for liquid-liquid extraction of carboxylic acids. Results also showed that it is possible to separate carboxylic acids and regenerate all the used extractants by vacuum distillation at suitable temperature.

Karboksyylihapot ovat yleisesti käytettyjä orgaanisia happoja ja niillä on monia teollisia käyttökohteita valmistettaessa elintarvike- ja lääketeollisuuden tuotteita, pinta-aktiivisia aineita ja pesuaineita. Erityisesti muurahaishappo, etikkahappo, propionihappo ja voihappo ovat tärkeitä orgaanisia kemikaaleja. Näitä aineita voidaan löytää monista sivuvirroista sekä laitosten jätevesistä. Karboksyylihappojen talteenottokustannukset ovat korkeat, kun niitä poistetaan laimeissa liuoksissa. Perinteisiä karboksyylihappojen talteenottomenetelmiä vesiliuoksista ovat perinteinen tislaus tai uuttotislaus, asetrooppinen tislaus tai neste-nesteuutto. Tämän työn kirjallisuusosa sisältää mahdolliset uuttoliuottimet karboksyylihappojen neste-nesteuutossa vesiliuoksista sekä menetelmät karboksyylihappojen regenerointiin. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin karboksyylihappojen neste-nesteuuttoa vesiliuoksista. Työn tarkoituksena oli löytää sopiva uuttoliuotin karboksyylihappojen neste-nesteuuttoon sekä sopivat prosessiolosuhteet karboksyylihappojen talteenottoon vesiliuoksista. Myös karboksyylihappojen takaisinuuttoa sekä lämpöhajoamista suhteessa tislaukseen tutkittiin. Kokeellinen osa osoitti, että useampi kuin yksi uuttoliuotin on soveltuva karboksyylihappojen neste-nesteuuttoon. Tulokset osoittivat myös, että kaikki käytetyt uuttoliuottimet on mahdollista regeneroida käyttäen alipainetislausta soveltuvassa lämpötilassa.