萃取精馏法分离乙醇水体系的实验研究及流程模拟

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1、北京化。工大学硕士研究生学位论文题目茎塑蕉垡洼佥蛊圣醛丞笠丕笪塞验班塞区逋程槿垫日期：二O一四年五月三十日北京化工大学学位论文原创性声明一一本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：—社日期：关于论文使用授权的说明沙㈨S．3奄学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权

2、单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：这塑导师签名：崤荔刚日期：加，眵．j-．王。训≯．岁．；。学位论文数据集中图分类号TQ028．3学科分类号530．2130论文编号1001020140041密级无学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名席晓敏学号201120004l获学位专业名称化学工程与技术获学位专业代码081701课题来源国家自然科

3、学基金研究方向分离过程与强化论文题目萃取精馏法分离乙醇水体系的实验研究及流程模拟关键词萃取精馏，乙醇／水体系，离子液体，汽液平衡，AspenPlus，分离机理论文答辩日期2014．5．19书论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师雷志刚教授北京化工大学化工过程强化评阅人1刘辉教授北京化工大学化学工程评阅人2季生福教授北京化工大学化学工程评阅人3评阅人4评阅人5椭员蝴陈标华教授北京化工大学化学工程答辩委员1李建伟教授北京化工大学化学工程答辩委员2张润铎教授北京化工大学化学工程答辩委员3朱吉钦教授北京化工大学化学工程答辩委员4李英霞副教

4、授北京化工大学化学工程答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB#F13745．9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要萃取精馏法分离乙醇水体系的实验研究及流程模拟乙醇是一种重要的有机溶剂，可以用作清洁液体燃料，还可以用作重要的化工生产原材料，但是乙醇极易与水形成共沸物，采用传统的分离技术，不能得到高纯度的乙醇产品。萃取精馏技术很好的解决了这个问题，他综合了溶剂萃取(分离效率高)和精馏(操作简单、处理能力大)的

5、双重优点。对萃取精馏过程来说，萃取剂的选择很重要。离子液体具有独特的优势，例如非挥发性、盐效应、高分离性能、可再生性、室温下是液体状态、热稳定性、化学稳定性等，在近年来萃取精馏分离烷烃／烯烃物系、醇／芳香烃物系、醇／水物系以及其他物系的研究中，离子液体的应用和研究取得了很大的发展。到目前为止，所有的乙醇／水物系分离的离子液体萃取剂都集中在使用单一离子液体，但是分离效果有限。现在工业上采用乙二醇作为萃取剂，但是其分离效果不佳，且溶剂比大，溶剂损失大。由此，本文提出两种复合萃取剂，分别是：离子液体加固体无机盐、乙二醇加离子液体。从大量的研究结果来看，[EMIM]+[Ac]

6、．的分离效果最佳，同时考虑到他的高熔点和低粘度，本论文中选择[EMIM]+[Ac】-作为复合萃取剂中的离子液体。本论文中提出的新的复合萃取剂可以推广到其他的含水物系的分离应用中去，这是因为他们的分离机理是一致的。本论文工作的主要内容可以分为以下几部分：1)针对提出的离子液体加固体无机盐的复合萃取剂，我们提供了10种固体无机盐进行研究，采用实验(等压条件下101．3kPa的汽液平衡实验)加计算(COSMO—RS模型计算)相结合的方法筛选出分离效果最好的一种无机盐，进而做全浓度的汽液平衡实验，得到全面的实验数据，为工业生产、设备设计、工艺T北尿化工大掌坝士学位论文优化等提

7、供重要的基础数据；2)针对提出的2",--醇加离子液体的复合萃取剂，研究其分离性能的优劣，采用实验的方法(等压条件下101．3kPa的汽液平衡实验)，得到全浓度范围内汽液平衡实验数据；3)基于得到的实验结果，在分子水平(密度泛函理论和COSMO—RS理论)上，采用高斯软件和COSMO．thermX软件，从结合能、G分布、混合焓等方面对新的复合萃取剂其优越的分离性能进行理论分析；4)比较几种不同的萃取剂(乙二醇、离子液体、乙二醇加离子液体、离子液体加固体无机盐)分离能力的大小顺序，对萃取剂的选择提供重要的基础实验数据；5)使用化工流程模拟软件Aspen