探究离子液体应用于含水共沸体系萃取精馏的基础研究

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1、离子液体应用于含水共沸体系萃取精馏的基础研究摘要离子液体为萃取精馏技术的进步提供了新型萃取剂。本文针对乙醇、异丙醇、正丙醇和叔丁醇等的含水共沸体系，研究了一系列离子液体的选择性，测定了相应离子液体体系的的汽液平衡，研究建立了热力学模型，为萃取精馏过程设计提供了基础数据和设计依据。本文研究了8种离子液体对水一乙醇体系、以及6种离子液体对水一叔丁醇体系的选择性，讨论了构成离子液体的阴、阳离子分别对组分活度系数和相对挥发度的影响。其中阴离子包括：[BF4】一、[N(C№2]一、[OAc】-．、[C1】一；阳离子包括：[emim]+、【bmim]+、[hmim]+。结果表明：离子的

2、作用主要取决于阴离子。乙酸型离子液体(阴离子为[OAc】一)的熔点和粘度较低，选择性也较好，具有规模化应用潜力。本文以水(1)+乙醇(2)+hmimCl(3)体系为代表，测定了x27=O．1，O．2，O．4，0．6，0．8，O．98时共6套数据，每套数据中W3=0．8至0．1共8个点，在此基础上研究了热力学模型的建立和三元系汽液平衡的预测。结果表明，在实验浓度范围内，NRTL方程可以较好地关联汽液平衡；水+乙醇二元参数的选择对关联精度有较大影响；由于离子液体分子量大、不挥发等特点，由二元数据关联并预测三元数据，误差较大；通过关联X27=0．1和O．98两套数据，可以较好地预

3、测三元系汽液平衡，预测精度与关联精度相当，均方根误差8T=O．49K，8y=O．0042。本文进一步研究了水+乙醇／异丙醇／正丙醇+bmimCl、水+乙醇／异丙醇+[bmim][OAc]共5个离子液体三元体系的汽液平衡。结果表明，e．NRTL方程和NRn，方程的关联精度相当；通过关联娩7=O．1矛NX27≈0．9两套数据，可以较好地预测三元系汽液平衡。本文还讨论了醇的种类不同以及构成离子液体的阴离子不同对组分活度系数和相对挥发度的影响。关键词萃取精馏，离子液体，汽液平衡，NRTL方程，e．NRTL方程II浙江工业大学硕士学位论文BASICRESEARCHoNAPPLICAT

4、IoNoFIONICLIQUIDSFOREXTRACTIVEDISTILLATIONOFAQUEOUSAZEOTROPEMIXTURESABSTRACTIonicliquid(IL)providesanewentrainerforimprovingtheextractivedistillationtechnology．Inthispaper，wechooseethanol，1-propanol，2-propanolandtert-butylalcoholfoursystemscontainingwatertostudytheselectiveofsomeionicliqui

5、ds．Alsowemeasuredvapor-liquidequilibrium(VLE)dataforthetemarysystemscongtaningionicliquidandestablishedthermodynamicmodelingofIL—containingsystem，whichproposethebasicdatasetsanddesignfoundationforthedesignofextractivedistillation．Inthiswork，westudiedtheselectiveofILsforthesystems(water+eth

6、anol+eightILsandwater+tert-butylalcohol+sixILs)，anddiscussedtheinfluenceofionicliquidswithdifferentcationsandanionsforactivitycoefficientandrelativevolatilitySeveralILswereinvestigated，cationincluding[emim]+，【bmim]+，【hmim]+；anionincluding[BF4】一，[Y(CY)2】一，[OAc]一，[Cl】-．Resultsshowedthat，thee

7、ffectofionicliquidmainlydependsonanion．Consideringtherelativelylowviscosityandmeltingpoint，withgoodselective，thisILwith[OAc】’mightbefavorablecandidateasentrainerforpotentialindustrialapplication．Alsowemeasuredvapor-liquidequilibrium(VLE)dataforaternarysystemwa