醋酸类离子液体对2-丁酮-乙醇物系分离过程影响的研究

发布时间：2020-06-10 21:01

【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。
【图文】：

示意图,连续萃取,精馏流程,示意图

而组分 2 的活度系数减小，其结果是被分离大，打破了混合物的共沸，进而使混合物系类行方法分类，可归为连续萃取精馏及间歇萃精馏 CED（Continuous Extractive Distillation的操作过程中，原料的进料、溶剂的加入及]。连续萃取精馏技术基本上是采用双塔的操。塔 1 称为萃取精馏塔，，在此部分，被分离塔内，而溶剂S则被连续地从靠近塔顶处加顶蒸出，而难挥发性组分 B 和溶剂 S 则从收塔，在回收塔对难挥发性组分和溶剂进行则是由塔底馏出并重新送回到精馏塔内进一种稳态操作状态。

示意图,间歇萃取,精馏,示意图

流程（包括原料的进料、萃取剂的加入及的（如图 1-2 所示）。整个分离过程共分精馏塔的塔顶部将萃取剂持续加入到塔内塔顶蒸出；（2）溶剂回收阶段：即难挥发性 B 蒸出，塔釜内则为萃取剂 S，萃取剂 S作步骤如下[26]：整个精馏塔进行全回流操作（R=∞，S=0）度及浓度梯度；馏塔进行全回流操作（R=∞，S>0），溶剂在溶剂的作用下，塔顶的馏分达到合格产在某一固定的回流比下进行操作（R<∞，回流比为某一定值时进行操作（R<∞，S=进行分离，回收溶剂进行循环利用。
【学位授予单位】：沈阳化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ21;TQ028

【参考文献】