探究离子液体用于苯和环己烷萃取分离的液液平衡研究

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1、北京化工大学硕士学位论文离子液体用于苯和环己烷萃取分离的液液平衡研究姓名：王瑞杰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李春喜20080530摘要离子液体用于苯和环己烷萃取分离的液液平衡研究苯和环己烷是常用的化工原料，两者沸点相差仅O．6℃，无法采用传统的精馏技术分离，因此工业上需要一种有效的分离苯和环己烷的方法。本课题主要研究了烷基咪唑磷酸酯类离子液体用于萃取分离苯和环己烷的性能，测定了相关三元体系的液液平衡数据，据此评价了三种离子液体，即1，3二甲基咪唑磷酸二甲酯盐(【Mmim】【DMP】)、1一乙

2、基一3甲基咪唑磷酸二乙酯盐([Emim】【DEP】)和N一甲基咪唑磷酸二丁酯盐(【Hmim】【DBP】)，在萃取分离苯和环己烷混合物时的选择性大小。结果表明，【Mmim】[DMP】对苯的萃取选择性最高，其次分别是(【Emim】【DEP】)和【Hmim】[DBP]，二者选择性系数均大于1；在298．2K～313．2K温度范围内，温度对各种离子液体萃取选择性的影响很小；随着苯一环己烷混合物中苯浓度的增加，离子液体对苯的萃取选择性逐步减小，相应地在三元相图上的不溶区面积也逐渐缩小。传统的NRl几方程可用于离子液

3、体(1)一苯(2)一环己烷(3)三元体系液液平衡数据的关联和预测，且具有良好的计算精度。这主要是由于在非极性和介电常数很低的苯一环己烷混合物中离子液体几乎是不电离的，即主要以“分子”的形态存在，因此基于非电解质溶液理论的NRTL方程对于含离子液体的体系仍然适用。研究了几种咪唑类分子溶剂对苯一环己烷混合物进行萃取分离的可能性。初步研究表明，咪唑固体不溶于苯和环己烷，而N一丁基咪唑与苯和环己烷均互溶，因此，二者均不适合用作苯和环己烷萃取分离的萃取剂，而N一甲基咪唑(Mim)和N一乙基咪唑(Eim)对于苯的萃取

4、均具有良l北京化工大学硕士论文好的选择性。随着咪唑环上取代基链的增长(H—CH3一C2H5)，苯在咪唑类萃取剂中的溶解度逐渐增大，所以，当咪唑、N．甲基咪唑和N．乙基咪唑作苯的萃取剂分离苯／环己烷时，它们的选择性将依次递减。实验测定了298．2K烷基咪唑一苯一环己烷体系的液液平衡数据并用舢．方程进行了关联。结果表明，N．甲基咪唑和N．乙基咪唑对苯的萃取选择性范围分别为10．7．413．6和1．5．5．4，具有实际运用的潜力。关键词：液液平衡，离子液体，苯，环己烷，咪唑，萃取剂LIQUID-LIQUIDEQ

5、UILIBlUUMFOREXTRACTIVESEPf鲥RATIONOFBENZENEANDCYCLOHEXANEUSINGIoNICUQUIDSBeI屹eneandCyclohexaneare觚oimportantCommoditychemicals，theirdif．ferenceinboilingpointisonlyaslowas0．6℃，whichmakestheirseparationViatraditionaldistillationi11Valid．Therefore，anef琵ctiVea

6、ltematiVeseparationtechniqueishighlyrequiredinindustry-ThispaperismainlyfoCusedonthefollowing铆oaspects，(1)applicabilityofimidazoliumbaseddialkylphosphateionicliquids(ILs)fbrtheextractiVeseparationofbenzene·cyclohexanemixtures，and(2)measurementofliquidequi

7、libria(IJ．一E)dataforthetema巧systemsofIL(1)一Benzene(2)一cyclohexane(3)，onthisbasis，theextractiVeselectiVityofdi骶rentILswithrespecttobezenecanbeassessed．TheILsstudiedhereinclude1-methyl一3-methylimidazoliumdimethylphosphate(【Mmi1-ethyl-3-ethylimidaz01iumdieth

8、ylphosphate([Emim】m】【DMP】)，【DEP】)andN-methylimidazolehydrogendiethylphoaphate{【Hmim】【DBP】(H=hydrogen，DBP=dibutylphosphate))．FromtheexperimentdatawefoundthattheextractionselectiVityofdifferentILswithrespecttobenzenef