【摘要】：2-丁酮和乙醇是重要的有機(jī)化工原料。工業(yè)上在生產(chǎn)木醋酸時(shí),其餾出液中含有2-丁酮和乙醇。在常壓下,2-丁酮和乙醇會(huì)以共沸物的形式存在,普通的精餾方法無(wú)法將它們分開。萃取精餾通常用來(lái)分離共沸體系或近沸體系。在萃取精餾中,萃取劑的選擇是關(guān)鍵步驟。目前,離子液體作為 綠色溶劑‖,以其蒸汽壓極低、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),逐步顯示出取代傳統(tǒng)有機(jī)萃取劑的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容主要包括:(1)本文合成了1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯鹽([EMIM][DEP])和1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯鹽([BMIM][DBP]),然后對(duì)這兩種離子液體并進(jìn)行表征。(2)在常壓下,測(cè)定了二元物系(2-丁酮-乙醇)和三元物系(2-丁酮-乙醇-[EMIM][DEP]、2-丁酮-乙醇-1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯鹽([BMIM][DEP])和2-丁酮-乙醇-[BMIM][DBP])的氣液相平衡數(shù)據(jù),進(jìn)行對(duì)比分析考察三種離子液體對(duì)2-丁酮-乙醇共沸物系相平衡行為的影響。(3)采用NRTL模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合并回歸出二元交互作用參數(shù)。(4)通過(guò)Aspen Plus軟件對(duì)以[EMIM][DEP]為萃取劑的2-丁酮-乙醇共沸體系的萃取精餾過(guò)程進(jìn)行了具體模擬計(jì)算和靈敏度分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)兩種合成的離子液體滿足后續(xù)實(shí)驗(yàn)的要求,其合成方法可靠,工藝合理。(2)三種磷酸酯類離子液體均消除了2-丁酮和乙醇體系的共沸現(xiàn)象。(3)離子液體的陰陽(yáng)離子碳鏈越短,分離能力越強(qiáng),三種離子液體的分離能力為:[EMIM][DEP][BMIM][DEP][BMIM][DBP]。(4)NRTL模型擬合值與實(shí)驗(yàn)值吻合度良好,表明NRTL模型可用于該物系的數(shù)據(jù)擬合。(5)以塔頂?shù)玫侥柗謹(jǐn)?shù)為99.9%的2-丁酮為標(biāo)準(zhǔn),得到實(shí)現(xiàn)萃取精餾分離任務(wù)的最佳操作條件。
【圖文】：

目前，萃取精餾工藝一般是以連續(xù)精餾的方式被普遍地應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中[27人們對(duì)連續(xù)精餾過(guò)程的研究也比較熟練和全面，關(guān)于其操作控制、塔特性和設(shè)計(jì)等各方面已經(jīng)有大量文獻(xiàn)進(jìn)行報(bào)道[29,30]，但其仍有設(shè)備投資費(fèi)用高等缺點(diǎn)有待解決。（2）間歇萃取精餾 BED（Batch Extractive Distillation）間歇萃取精餾是一個(gè)相對(duì)而言研究不甚深入的領(lǐng)域。但是，在近些年得到眾多學(xué)關(guān)注[31]。間歇萃取精餾是在 1955 年由 Berg[32]首次提出的一種操作方式，和連續(xù)萃取餾相比較，其流程和操作方法的差異是整個(gè)操作過(guò)程是在單塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。間歇萃取精

間歇萃取精餾技術(shù)是將間歇精餾技術(shù)和萃取精餾技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合，間歇萃取精餾[33具有設(shè)備較為簡(jiǎn)單、操作條件比較靈活的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)一個(gè)塔可將多個(gè)組分分離開，適用于生產(chǎn)小批量產(chǎn)品，因此在一些制藥和精細(xì)化工生產(chǎn)中受到廣泛關(guān)注，但其也存在操作步驟復(fù)雜、待回收溶劑在再沸器中積累造成再沸器體積增大，增加設(shè)備成本等缺點(diǎn)，因此不適用于大量生產(chǎn)等問(wèn)題。1.3.4 萃取劑的類型萃取劑的選擇性和被分離組分的極性有關(guān)[34]。按照其生成氫鍵能力的強(qiáng)弱可將萃取劑分為以下五種基本類型[35]：N 型溶劑：它們不能形成氫鍵，分子與分子之間電負(fù)性較小。如苯、環(huán)己烷、四氯化碳等，不可形成氫鍵。A 型溶劑：即接受電子的溶劑。如溴代乙烷、氯代丁烷等，可形成氫鍵。B 型溶劑：即給予電子的溶劑。如丙酮、2-丁酮、甲醛和乙酸乙酯等，可形成氫鍵。ABⅠ型溶劑：即可接受可給予電子的溶劑。如水、甲醇、乙醇、醋酸等，可形成氫鍵。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ21;TQ028.3

【參考文獻(xiàn)】

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