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三种醋酸类离子液体对甲苯—甲醇物系分离过程影响的研究

管婷  
【摘要】:甲苯和甲醇在医药、精细化工等领域均为很重要的有机溶剂。在一个标准大气压下形成共沸物,其共沸摩尔组成分别为:甲醇88.2%,甲苯11.8%,两者形成的共沸物是最低共沸混合物,使用普通精馏难以将它们分开。目前,相对来说萃取精馏技术比较成熟,如果能找到合适的萃取剂,萃取精馏技术在分离方向将会有很大的发展。离子液体作为绿色有机溶剂受到广泛关注,使用离子液体代替传统有机溶剂对甲苯-甲醇共沸体系进行萃取精馏是当下研究的热门。使用COSMOtherm X筛选了由常见的20种阴离子和21种阳离子组合成的420种离子液体,考虑到其溶解性、价格和是否可购买到,本文选用三种带有醋酸根阴离子的离子液体(1-癸基-3-甲基咪唑醋酸盐[DMIM][OAC],1-十四烷基-3-甲基咪唑醋酸盐[C_(14)MIM][OAC]和三辛基甲基醋酸铵[N_(8,8,8,1)][OAC])。选定三种带有醋酸根阴离子的离子液体分离甲苯-甲醇共沸体系,大气压下测定了甲苯-甲醇的二元和三元物系的气液相平衡(VLE)数据,结果显示,三种离子液体均可以打破体系的共沸,并且明显升高了甲苯对甲醇的相对挥发度。当[N_(8,8,8,1)][OAC]用作萃取剂时,甲苯是重组分,当[DMIM][OAC]和[C_(14)MIM][OAC]用作萃取剂时,甲苯是轻组分。甲苯-甲醇共沸物完全消除后,[DMIM][OAC]的分离能力高于[C_(14)MIM][OAC]。实验数据与NRTL模型的拟合数据一致,结果表明二元及三元气液相平衡数据与NRTL模型相关良好。对以[DMIM][OAC]为萃取剂分离甲苯-甲醇共沸体系的过程进行Aspen Plus的流程模拟和灵敏度分析,得到塔顶产品纯度达到99.9%时的操作条件。


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