本文關(guān)鍵詞：采用過渡金屬離子液體和NMP作為溶劑對輕量的飽和和不飽和烴類進行分離，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：烯烴,如乙烯和丙烯,是重要的化學中間體。它們在化學工業(yè)合成的過程中占有很重要的地位,目前有很多種將烯烴從烯烴/烷烴的混合物中分離出來的技術(shù)。其中低溫蒸餾技術(shù)分離烯烴是不容易實現(xiàn)的,因為烯烴和烷烴具有相似的分子尺寸和揮發(fā)性質(zhì)。與此同時,該技術(shù)分離過程需要巨大的操作和資本成本。利用過渡金屬與烯烴形成π-絡(luò)合作用反應(yīng)性吸收烯烴,該方法已經(jīng)被證明是低溫蒸餾技術(shù)的理想替代品,由于該技術(shù)具有吸收率高,乙烯生產(chǎn)能力大,對烯烴選擇性高,操作成本低等優(yōu)點。有機溶劑具有容易揮發(fā)、污染環(huán)境等缺點,而離子液體具有低揮發(fā)性、高熱穩(wěn)定性、可忽略不計的蒸汽壓力等獨特的優(yōu)點,使其比有機溶劑更有優(yōu)勢。但是,離子液體也具有粘度高的嚴重缺點,導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高。一個新的新的離子液體吸收分離乙烯/乙烷的方法是通過基-離子液體或?qū)㈦x子液體和有機溶劑復(fù)配。在本文的設(shè)計中的氣體吸收是測定乙烯/乙烷在銅基咪唑離子液體和N-甲基吡咯烷酮(NMP)復(fù)配液中的溶解度。六種銅基離子液體的制備是采用了不同濃度的氯化亞銅和溴化亞銅和氯代咪唑。其摩爾比分別為：CuCl-{BMIM}Cl(1.0 m,1.5 m 2.0 m), CuBr-{BMIM}Cl(1.0 m,1.5 m 2.0 m).同時NMP和離子液體的復(fù)配液以合成的離子液體質(zhì)量比為20%混合而成,并將其用于在0.2-0.8MPa下測定C2H4/C2H6在復(fù)配液中的溶解度,測量溫度分別為298K、303K、313K。亞銅易溶于這類離子液體,乙烯/乙烷混合體系的分離是依靠其與銅基離子液體的化學鍵鍵合作用,如Cu(Ⅰ)與C2H4通過π鍵作用。氣體吸收溶解度主要通過不同溫度、壓力和不同銅鹽濃度來考察。實驗研究結(jié)果表明,銅基離子液體顯示對C2H4/C2H6具有高效的分離性能。當溫度為298K、壓力為0.1-0.8MPa時,CuBr-{BMIM}Cl(2.OM)和NMP復(fù)配體系對乙烯的選擇吸收達到0.735、11.25 mol/L,銅基離子液體和NMP復(fù)配體系對于乙烯的選擇吸收能力大小為r{Bmim}BrCuBr+NMP{Bmim}BrCuBr{BMIM}CICuCl+NMP{BMIM}Cl-CuCl。隨著溫度降低和壓力升高、亞銅濃度的升高,乙烯的溶解度升高。
【關(guān)鍵詞】：助溶劑 離子液體 亞銅鹽 乙烯 乙烷 吸收
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ028
【目錄】：

• ABSTRACT4-6
• 摘要6-11
• Chapter 1 Introduction and Literature review11-25
• 1.1 Introduction11
• 1.2 Market size and demand of olefins paraffin11-12
• 1.3 Literature Review12-18
• 1.3.1 Olefins12-13
• 1.3.2 Significant and Applications13-14
• 1.3.3 Alternative method for Ethylene and Ethane separation process14
• 1.3.4 Physical methods for olefins paraffin separation14-15
• 1.3.5 Cryogenic distillation15-16
• 1.3.6 Membrane Separations16
• 1.3.7 Chemical Methods for Olefin/Paraffin Separation16
• 1.3.8 Olefin π-complexation mechanism16-18
• 1.4 Ionic liquid and its application in separation process18-23
• 1.4.1 Introduction of ionic liquids18-19
• 1.4.2 Physiochemical properties of ionic liquids19-20
• 1.4.3 Application of ionic liquid in gas separation20-21
• 1.4.4 Ethylene and ethane separation ionic liquids as absorbent21-23
• 1.5 The purpose, significance and main research contents of the thesis23-25
• Chapter 2 Design of absorption equipment and procedure25-35
• 2.1 Gas absorption equipment25-26
• 2.1.1 Gravimetric method25
• 2.1.2 Chromatography25
• 2.1.3 The density method25-26
• 2.1.4 Constant Volume method26
• 2.2 Absorption Apparatus design and Absorption Measurements26-27
• 2.2.1 Absorption apparatus design26-27
• 2.3 Absorption experiment procedure27-28
• 2.3.1 Volume of equipment measurements27-28
• 2.4 Gas Solubility measurements and calculations28-33
• 2.4.1 Experimental principle28-30
• 2.4.2 Kinetics study for absorption of ethylene30-33
• 2.5 Conclusion33-35
• Chapter 3 Ionic liquids for the Ethylene and Ethane Absorption propertiesdetermination and synthesis35-53
• 3.1 Introduction35-36
• 3.2 Experimental instruments and reagents36-37
• 3.2.1 Experimental Apparatus36-37
• 3.2.2 Experimental Reagents37
• 3.3 Synthesis of [BMIM] ClCuCl ionic liquids37-38
• 3.3.1 Synthesis of [Bmim]Cl37-38
• 3.3.2 Synthesis process for [BMIM] ClCuCl Ionic Liquid38
• 3.4 Result and Discussion38-40
• 3.4.1 FTIR Analysis38-39
• 3.4.2 Determination of anions structure39-40
• 3.5 [BMIM]Cl-CuCl ionic liquids for Ethylene and Ethane absorption40-44
• 3.5.1 Effect of Cu+1 concentration and pressure on Ethylene absorption41-42
• 3.5.2 Effect of temperature on solubility of ethylene42-43
• 3.5.3 Effect of pressure and Cu+1 on ethane absorption43-44
• 3.5.5 Temperature effect on the absorption of Ethane44
• 3.6 Prediction of the separation performance of ethylene and ethane with ionic liquid [BMIM]Cl-CuCl44-45
• 3.7 [BMIM] Cl-CuCl ionic liquid and organic solvent (NMP) as co solvent for Ethylene andethane absorption Measurements45-50
• 3.7.1 Effect of pressure and Cu+1 concentration46-47
• 3.7.2 Temperature Effect47-48
• 3.7.3 Temperature influence on ethane absorption48-49
• 3.7.4 Prediction of separation performance of ionic liquid [BMIM] Cl-CuCl and NMPmixture for ethylene and ethane49-50
• 3.8 Kinetics study of ethylene50
• 3.9 Summary of the chapter50-53
• Chapter4 Imidazolium based ionic liquids and NMP as a co solvent forEthylene Ethane absorption and separation53-75
• 4.1 Introduction53-54
• 4.2 Material and Method54-55
• 4.2.1 Experimental Apparatus54-55
• 4.2.2 Experimental Reagents55
• 4.3 Synthesis of [BMIM] Br ionic liquid55-56
• 4.4 Results and Discussion56-57
• 4.4.1 Characterization of ionic liquids56-57
• 4.5 Ethylene and Ethane absorption properties determination in[BMIM][Br]CuBr ionicliquid57-64
• 4.5.1 Effect of Cu+1 concentration and pressure on gas absorption behavior of ethylene inionic liquid58-59
• 4.5.2 Absorption of Ethane59-60
• 4.5.3 Temperature effect on the absorption of gas in ionic liquid60-61
• 4.5.4 Temperature Effect on Ethane Absorption61-62
• 4.5.5 To predict the separation performance of ethylene and ethane in ionicLiquid[BMIM]Br-CuBr62-64
• 4.6 Ionic liquids co solvent system for ethylene ethane absorption64-69
• 4.6.1 Introduction64
• 4.6.2 Effect of Cu+ concentration and pressure on gas absorption behavior of ethylene in ionicliquid and co solvent system64-66
• 4.6.3 Ethane absorption behavior in ionic liquid and co solvent system66
• 4.6.4 Temperature effect on the absorption of gas in ionic liquid co solvent system66-67
• 4.6.7 Temperature effect for ethane solubility in ionic liquids co solvent system67-68
• 4.6.8 Prediction of the separation performance of ethylene and ethane in mixture of NMPionic Liquid [BMIM] Br-CuBr68-69
• 4.7 Comparison of absorption properties of ethylene and ethane in different ionic liquids andNMP ionic liquid solvent system69-71
• 4.8 Summary71-72
• 4.9 Conclusions72-75
• References75-79
• Acknowledgements79-81
• Vita81-83
• Professor Vita83-84
• 附件84-85

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本文編號：443132