醋酸类离子液体对2-丁酮-乙醇物系分离过程影响的研究

作     者：陈雪 

作者单位：沈阳化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李文秀

授予年度：2018年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

主      题：2-丁酮 乙醇 COSMO-RS 离子液体 NRTL模型 气液相平衡 

摘      要：2-丁酮和乙醇是重要的有机溶剂,广泛的应用在现代化学工业当中。但是2-丁酮和乙醇在大气压力下可以形成共沸物,普通的精馏方法不能将他们从混合物中分离出来。萃取精馏是分离共沸混合物常用的方法,具有低能耗、低腐蚀等优点。在萃取精馏的过程中,最关键的步骤是选择萃取剂,传统的萃取剂存在污染环境、回收困难、溶剂损失大等一系列问题。近些年,离子液体(ILs)作为萃取剂引起了人们的注意。离子液体具有优良的物理化学性质。因此,研究离子液体作为高效萃取剂有着相当重要的科学意义与经济价值。结合文献报道,使用COSMO-RS对10种阳离子和10种阴离子组成的分离2-丁酮-乙醇共沸物系。筛选结果表明:咪唑醋酸盐具有较好的分离效果。为了对比不同阳离子侧链长度对体系分离效果的影响,选择并合成了三种咪唑类离子液体:1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][Ac])和1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([BMIM][Ac]),1-己基-3-甲基咪唑醋酸盐([HMIM][Ac])并分别对这三种离子液体进行核磁共振氢谱分析、离子色谱分析以及水含量分析。分析结果表明了合成的离子液体符合实验要求。选用醋酸盐离子液体分离2-丁酮-乙醇共沸物系,大气压下测定了二元物系(2-丁酮-乙醇)和三元物系的气液相平衡(VLE)数据,结果表明:三种离子液体均打破体系的共沸而且明显提高了丁酮对乙醇的相对挥发度。离子液体的分离效果:[EMIM][Ac][BMIM][Ac][HMIM][Ac];同时选择NRTL模型对实验数据进行关联。结果表明:二元和三元气液相平衡数据数据与NRTL模型具有良好的相关性。