以离子液体和分子液体混合溶剂为萃取剂萃取精馏分离乙腈—水共沸物

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2、别加标注和致谢之处外他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的村料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＊■学位论文作者签名：〇：争签字日期王年５月是５日艰１５１学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可将学位论文的全部或部分内容编入巧关数，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存据库进行检索、汇编ｙ、供查阅和借阅。同意学校向国家有关

3、部口或机构送交论文的复印件和磁盛。（係密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：签名：，化导师多、赛＾＾＾签字？円：户巧円：期月円签宇期０年年｝月三円多巧：巧５丈以离子液体和分子液体混合溶剂为萃取剂萃取精馏分离乙腈-水共沸物Extractivedistillationofacetonitrile-waterazeotropewiththemixtureofionicliquidandmolecularliquidasentrainer学科专业：化学工程研究生：刘欢指导教师：崔现宝副

4、教授天津大学化工学院2015年5月摘要为解决离子液体萃取精馏中部分离子液体熔点高和粘度大的问题，本文采用离子液体和分子液体的混合物作为萃取剂，进行乙腈-水共沸体系的萃取精馏研究。实验测定了乙腈-水-乙二醇-氯化1-乙基-3-甲基咪唑（[EMIM][Cl]）四元体系在102.5KPa下的汽-液平衡数据。将所测汽液平衡数据采用NRTL方程进行拟合，获得了[EMIM][Cl]-乙腈、[EMIM][Cl]-水、[EMIM][Cl]-乙二醇二元体系的交互作用参数，计算结果与实验测量结果吻合良好。实验结果表明以乙二醇+[E

5、MIM][Cl]为混合萃取剂能完全打破乙腈-水共沸物的共沸点。此外，还测定了[EMIM][Cl]、乙二醇以及二者混合液的粘度，混合液粘度与离子液体相比大幅降低。通过比较[EMIM][Cl]和乙二醇在萃取剂中的作用得出：[EMIM][Cl]的选择性高于乙二醇的选择性，[EMIM][Cl]与乙二醇之间没有协同作用，混合萃取剂的选择性主要由[EMIM][Cl]贡献，乙二醇对混合萃取剂选择性贡献较小，乙二醇主要起助溶和降低离子液体粘度的作用。利用化工软件AspenPlus进行了以[EMIM][Cl]和乙二醇为混合萃取剂

6、分离乙腈-水共沸物的萃取精馏过程进行了模拟，确定了操作参数以及动态控制过程必需的设备参数。利用模拟计算研究了原料进料位置、萃取剂进料位置、萃取剂进料温度、回流比、溶剂比、混合萃取剂中离子液体含量对萃取精馏塔塔顶乙腈浓度以及再沸器热负荷的影响。利用化工软件AspenDynamic进行了萃取精馏动态控制过程研究，设计了3种不同的控制方案，并进行了动态控制模拟，向系统中加入±10%流量扰动、±10%浓度扰动，动态响应结果显示所设计的3种控制方案中，第2种控制方案能很好地克服操作中的扰动，为最优方案。关键词：离子液体，

7、汽液平衡，混合溶剂，萃取精馏，流程模拟，动态控制ABSTRACTToovercometheshortcomingsofhighmeltingpointandhighviscocityofsomeionicliquidentrainersinextractivedistillation,themixtureofionicliquidandmolecularliquid(MILML)isusedasentrainer.Inthispaper,theextractivedistillationprocessforth

8、eseparationofacetonitrile-waterazeotropeusingMILMLentrainerwasinvestigated.Thevapor-liquidequilibriumdataofthequaternarysystemofacetonitrile+water+ethyleneglycol+1-Ethyl-3-methylimidazoliumChlor