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咪唑类离子液体-链烷烃-醇/酮共沸物的相行为及分离工艺设计

白文婷  
【摘要】:“绿色溶剂”离子液体由于可以替代传统溶剂分离共沸物而受到了广泛的关注。鉴于其广阔的应用前景,本研究探索了离子液体萃取链烷烃-醇/酮共沸物的萃取分离机理,测定了离子液体-链烷烃-醇/酮体系的液液平衡实验数据,设计并优化了离子液体作为萃取剂分离链烷烃-醇/酮体系的分离工艺。基于COSMO-SAC模型,用量子化学方法计算了正己烷、正庚烷、丙酮、甲醇、阳离子和阴离子的表面电荷密度。计算了离子液体-链烷烃-醇/酮体系的无限稀释下活度系数,进一步计算了无限稀释下的分配系数和选择性,对离子液体进行了初步筛选。在298.15K和101.3kPa下测定了正己烷-丙酮-离子液体([BMIM][OTF]、[HMIM][NTf_2]、[HMIM][OTF]和[HMIM][PF_6])、正庚烷-丙酮-离子液体([BMIM][OTF]、[HMIM][OTF]、[BMIM][NTf_2]和[BMIM][PF_6])和正己烷-甲醇-离子液体([BMIM][NTf_2]、[DMIM][NTf_2]和[BMIM][PF_6])体系的液液平衡实验数据,分析比较离子液体中阴离子和阳离子烷基链长度对链烷烃-醇/酮体系的萃取效果的影响,并利用Othmer-Tobias方程和Hand方程对离子液体-链烷烃-醇/酮体系的液液平衡实验数据进行了一致性检验。利用NRTL模型和UNIQUAC模型对离子液体-链烷烃-醇/酮体系的液液平衡实验数据进行了回归计算,得到两个模型的二元交互作用参数。针对链烷烃-醇/酮共沸物体系,利用离子液体的临界性质完成离子液体的定义,根据NRTL模型计算的二元交互作用参数对离子液体-链烷烃-醇/酮体系用Aspen Plus 8.4软件进行了工艺流程的设计及优化,探究萃取塔塔板数、萃取剂与进料比值等对萃取效果的影响,对离子液体作为萃取剂分离链烷烃-醇/酮体系的工业应用具有重要的借鉴意义。


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