發(fā)布時間：2020-07-21 06:59

【摘要】：在一些化工生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生乙腈和甲醇混合物,如乙腈和甲醇為反應(yīng)原料可以合成鹽酸乙脒。甲醇和乙腈在常壓形成共沸,開展以綠色溶劑離子液體作為分離劑的萃取精餾分離技術(shù)的研究對強化分離共沸混合物具有重要的經(jīng)濟價值。本文選用了四種離子液體(氯化1-丁基-3-甲基咪唑[BMIM][Cl]、溴化1-丁基-3-甲基咪唑[BMIM][Br]、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯[BMIM][DEP]和1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽[BMIM][OAc])作為萃取劑萃取精餾分離乙腈-甲醇共沸體系,并制備了其中三種離子液體([BMIM][Cl]、[BMIM][Br]和[BMIM][OAc])。通過對合成的離子液體進行了核磁共振氫譜、離子色譜、含水量的表征,確保了制備的離子液體滿足后期相平衡實驗要求。在常壓下,采用平衡釜法測定甲醇-乙腈二元體系和含離子液體的三元體系的等壓氣液相平衡數(shù)據(jù),并使用NRTL熱力學(xué)模型對實驗數(shù)據(jù)進行擬合,回歸得出模型的相關(guān)參數(shù),對比分析不同離子液體對體系的相平衡行為的影響。通過Aspen Plus軟件對離子液體分離乙腈-甲醇共沸體系的萃取精餾過程進行模擬優(yōu)化。供后期實際工業(yè)應(yīng)用中的理論支持。實驗結(jié)果表明:四種離子液體均可明顯提高乙腈對甲醇的相對揮發(fā)度,并能有效的打破共沸體系;四種離子液體的分離能力為:[BMIM][OAc][BMIM][DEP][BMIM][Cl][B MIM][Br]。且打破共沸現(xiàn)象的最小摩爾分數(shù)分別是0.116,0.122,0.138,0.183;NRTL模型方程關(guān)聯(lián)實驗數(shù)據(jù),擬合值和實驗值吻合度較好,說明NRTL模型適用于該體系的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián);通過Aspen plus軟件模擬工藝流程,最佳操作參數(shù):理論板數(shù)20塊,原料進料位置第8塊,回流比1.1,塔頂采出量45kmol/h,萃取劑進料量45kmol/h(溶劑比2.47)。與有機溶劑環(huán)丁砜進行了對比分析,結(jié)果表明離子液體在用量上和能耗兩方面均優(yōu)于有機溶劑。
【學(xué)位授予單位】：沈陽化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ028.3;O642.42;O645.1
【圖文】：

212211 yx以很直觀的得到相對揮發(fā)度的大小主要是由活度系數(shù)[39-系中各個組分比例關(guān)系改變了，溶液的組成也跟著發(fā)生也發(fā)生變化，相對揮發(fā)性也增加，有利于精餾分離的運計實驗的，萃取精餾技術(shù)的關(guān)鍵在于萃取劑的選擇。類按照操作形式來分類，與普通精餾過程相似，也是可以種[41]。精餾 CED（Continuous Extractive Distillation）[42]中，待分離的原料（A+B）被連續(xù)地從塔的中部送入塔塔頂處加入。通過萃取劑 S 的加入，改變了 A 對 B 的相頂蒸出，并從底部釜液流出難揮發(fā)性組分 B 和萃取劑 S個操作過程基本上都處于穩(wěn)態(tài)，見示意圖 1-1。

進一步減少下降物流中輕組分A的含量的萃取劑，這將導(dǎo)致萃取劑的損失，需要廣泛地用于化工生產(chǎn)過程中。經(jīng)過查閱大：針對連續(xù)精餾過程的研究，涉及到的主計信息以及熟練掌握對其的操作控制等方[43-45]。BED（Batch Extractive Distillation）erg[46]首次提出的操作方式。間歇萃取精餾出的操作特性，又結(jié)合了萃取精餾依靠萃ED 這種分離技術(shù)尤其在精細化工、制藥等廣泛的關(guān)注[47-49]。雖然兼具了間歇精餾和萃取精餾的雙面優(yōu)下方面：1.原料進料、萃取劑的加入 2.萃單塔內(nèi)實現(xiàn)的。因此 BED 更適用于小批量廣為推崇。

圖 1-3 陽離子結(jié)構(gòu)圖Figure 1- 3 Cation structure離子類型，以金屬鹵化物（主要是氯化物）為主的為多核陰離子類，如[AlxCly]-，[CuxCl]-，[SbxFy]-，這類通常是親水性的，在水和空氣中穩(wěn)定性差。鹵鹽類和酸類均稱為單類[66-67]。這類陰離子是堿性的或中性的。離子液體中常見的陰離子結(jié)構(gòu)如圖 1-4 所

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本文編號：2764058