發(fā)布時(shí)間：2020-09-03 14:17

　　 丙酮和甲醇作為重要的有機(jī)溶劑和化工原料在化學(xué)工業(yè)上具有非常重要的地位。常壓下,二者會(huì)形成共沸物,普通的精餾方法無(wú)法將其分離。本文采用萃取精餾技術(shù)來(lái)分離共沸物系。而萃取劑是萃取精餾過(guò)程中的關(guān)鍵,因此選擇合適的萃取劑是本文工作的重點(diǎn)。離子液體作為一種綠色無(wú)毒的新型萃取劑有非常重要的應(yīng)用價(jià)值,引起了研究者們的廣泛注意。本文采用COSMO-RS方法,并結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道,對(duì)用于分離丙酮-甲醇體系的離子液體進(jìn)行了篩選,選擇了10種陰離子和10種陽(yáng)離子組成的100種離子液體作為篩選對(duì)象,為了探究不同基團(tuán)的離子液體對(duì)丙酮-甲醇體系分離效果的影響,最終選擇并合成了三種離子液體:1-丙基-3-甲基咪唑溴鹽([PMIM]Br)、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴鹽([AMIM]Br)和1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽([AMIM]Cl),并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,分析了其純度以及含水量。然后通過(guò)氣液相平衡實(shí)驗(yàn)測(cè)得丙酮+甲醇和丙酮+甲醇+離子液體的二元、三元?dú)庖浩胶鈹?shù)據(jù)。結(jié)果顯示,離子液體的加入對(duì)丙酮-甲醇的相平衡行為有顯著的影響,并且丙酮對(duì)甲醇的相對(duì)揮發(fā)度有較大的提高,三種離子液體都能打破共沸現(xiàn)象,三種離子液體的分離效果為:[AMIM]Cl[AMIM]Br[PMIM]Br,且與COSMO-RS篩選的結(jié)果一致。最后,使用NRTL模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián),關(guān)聯(lián)結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)值與擬合值吻合程度較好,證明NRTL模型適用于該體系的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。
【學(xué)位單位】：沈陽(yáng)化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TQ21;TQ028
【部分圖文】：

萃取精餾工藝，通常都是以連續(xù)萃取精餾的形式被廣泛地用于化工生產(chǎn)中[22-25]，苯和甲苯的回收、間二氯苯和對(duì)二氯苯的分離、烷烴和烯烴的分離等[26]，對(duì) CED 過(guò)的研究比較全面和熟練，關(guān)于操作、塔的特性和設(shè)計(jì)等各方面[27]都有大量報(bào)道的文獻(xiàn)但是仍然有一些問(wèn)題需要解決，如需要特定的溶劑回收塔及設(shè)備投資金額較大等。（2）間歇萃取精餾 BED（Batch Extractive Distillation）間歇萃取精餾技術(shù)是由 Berg 于 1955 年首次提出的一種操作方式[28-30]，在實(shí)際工生產(chǎn)中，一些生產(chǎn)量較小或者進(jìn)料組成改變頻繁的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，一般采用間歇萃

間歇萃取精餾技術(shù)結(jié)合了間歇精餾技術(shù)和萃取精餾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)[34]：設(shè)備投資較小用盡量少的塔設(shè)備將多組分混合物分離，得到多個(gè)產(chǎn)品。但由于間歇萃取精餾的過(guò)程較為復(fù)雜，溶劑在回收前會(huì)大量的堆積在再沸器中，需要較大的再沸器體積，因此增加了能耗以及設(shè)備的成本。Safrit 等人設(shè)計(jì)出了一種帶有中間儲(chǔ)罐的精餾塔，解決了間歇萃取精餾操作成本高，熱負(fù)荷大的問(wèn)題[35,36]。1.2.4 萃取劑的分類(lèi)萃取劑的選擇性和被分離組分的極性有關(guān)，也就是相似相溶原理[37]。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(lèi)型[38]：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、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。

沈陽(yáng)化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述離子液體一般是由較大的有機(jī)陽(yáng)離子和較小的有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子組成，因?yàn)殛帯㈥?yáng)離子的數(shù)量相同，使得整體上呈現(xiàn)電中性。與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑相比，離子液體具有不易揮發(fā)、不易燃、溶解性較好等特點(diǎn)，故作為一種新型的萃取劑受到廣泛關(guān)注。國(guó)際期刊上發(fā)表的 SCI 論文數(shù)量從 1996 年的幾篇以指數(shù)速度增加到 2017 年的 6000 多篇，超過(guò)了其他科學(xué)領(lǐng)域的年增長(zhǎng)率。1.3.2 離子液體分類(lèi)離子液體作為綠色溶劑被廣泛使用，不僅僅因?yàn)殡x子液體的一些基本的物化性質(zhì)，更是因?yàn)殡x子液體的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，工業(yè)應(yīng)用性強(qiáng)。離子液體的數(shù)量繁多[52]，是由于組成離子液體的陰、陽(yáng)離子種類(lèi)也比較多，常見(jiàn)的陰離子[54,55]結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示；陽(yáng)離子[53]主要為有機(jī)陽(yáng)離子，并且可以根據(jù)陽(yáng)離子種類(lèi)的不同對(duì)離子液體進(jìn)行分類(lèi)，主要包括咪唑類(lèi)、吡啶類(lèi)、哌啶類(lèi)、吡咯類(lèi)、唑烷類(lèi)、喹啉類(lèi)、季磷類(lèi)、季銨類(lèi)等，結(jié)構(gòu)式如圖 1-4所示。目前研究較多的主要為含有咪唑類(lèi)、吡啶類(lèi)、季磷類(lèi)與季銨類(lèi)四種陽(yáng)離子的離子液體。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2811560