乙基甲基咪唑类离子液体萃取精馏分离乙酸乙酯—甲醇的研究
发布时间：2022-12-03 22:50
乙酸乙酯和甲醇作为重要的工业原料,在化工和医药等工业中应用普遍。在制药工业中,两者常被用作溶剂,常压下乙酸乙酯和甲醇会存在共沸,使用普通精馏方法很难获得高纯度产物,因此,萃取精馏受到广泛的关注,萃取剂的选择是萃取精馏过程的关键。近年来,离子液体作为新型“绿色溶剂”由于无可测蒸汽压、结构可设计等优点逐步显示出取代传统萃取剂的趋势。本文选择离子液体作为萃取精馏的萃取剂,研究了离子液体对乙酸乙酯-甲醇体系的相平衡行为的影响。本文主要研究内容为:使用一步法合成1-乙基-3-甲基咪唑溴盐（[EMIM][Br]）、两步法合成1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM][Ac]）两种离子液体;对后续实验所用的离子液体[EMIM][Br]、[EMIM][Cl]、[EMIM][Ac]做了结构、纯度及含水量分析。通过平衡釜测定常压下乙酸乙酯-甲醇二元体系以及乙酸乙酯-甲醇-离子液体三元体系的气液相平衡数据;使用NRTL模型拟合实验数据、回归得到二元交互作用参数。在离子液体作为萃取剂分离乙酸乙酯-甲醇相平衡实验的基础上,使用Aspen Plus进行萃取精馏过程模拟,通过灵敏度分析讨论设备参数以及工艺参数对乙酸...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 乙酸乙酯-甲醇物系简介
1.1.1 乙酸乙酯简介
1.1.2 甲醇简介
1.1.3 乙酸乙酯-甲醇物系的分离研究
1.2 萃取精馏
1.2.1 萃取精馏概述
1.2.2 萃取精馏的原理
1.2.3 萃取精馏的分类
1.2.4 萃取剂的类型
1.2.5 萃取剂的选择
1.2.6 传统萃取剂的不足
1.3 新型萃取剂—离子液体
1.3.1 离子液体简介
1.3.2 离子液体的分类
1.3.3 离子液体的性质
1.3.4 离子液体的合成
1.3.5 离子液体的应用
1.4 萃取精馏过程模拟
1.4.1 AspenPlus模拟软件介绍
1.4.2 AspenPlus的主要功能和特点
1.4.3 精馏塔的严格计算模块RadFrac
1.4.4 离子液体用于萃取精馏模拟
1.5 本文工作
第二章 离子液体的合成和表征
2.1 实验仪器及药品
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验药品
2.2 离子液体合成
2.2.1 1-乙基-3-甲基咪唑溴盐的制备
2.2.2 1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐的制备
2.3 离子液体的表征
2.3.1 核磁共振氢谱分析
2.3.2 离子色谱分析
2.3.3 含水量分析
2.4 本章小结
第三章 含离子液体的乙酸乙酯-甲醇体系相平衡数据的测定
3.1 实验部分
3.1.1 实验药品
3.1.2 实验仪器
3.1.3 实验装置及分析方法
3.1.4 气液平衡计算
3.1.5 实验设备校核
3.2 气液相平衡数据的测定
3.2.1 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Br]气液相平衡数据
3.2.2 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Cl]气液相平衡数据
3.2.3 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Ac]气液相平衡数据
3.3 本章小结
第四章 气液相平衡数据的关联
4.1 实验数据的计算
4.1.1 气液平衡的基本原理
4.1.2 关联模型的选择
4.1.3 模型参数的回归
4.2 气液相平衡数据的关联
4.2.1 二元体系气液相平衡数据关联
4.2.2 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Br]三元气液相平衡数据关联
4.2.3 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Cl]三元气液相平衡数据关联
4.2.4 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Ac]三元气液相平衡数据关联
4.3 机理分析
4.4 本章小结
第五章 萃取精馏分离乙酸乙酯-甲醇的过程模拟
5.1 萃取精馏分离乙酸乙酯-甲醇的模拟
5.1.1 萃取精馏工艺流程图
5.1.2 离子液体物性参数
5.1.3 AspenPlus模拟初始条件设定
5.2 灵敏度分析
5.2.1 塔板数对乙酸乙酯纯度的影响
5.2.2 进料位置对乙酸乙酯纯度的影响
5.2.3 IL进料流量和温度对乙酸乙酯纯度的影响
5.2.4 摩尔回流比对乙酸乙酯纯度的影响
5.3 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
符号说明
硕士期间学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]环己醇-异丙醇二元体系在常压下的气液相平衡研究[J]. 贾斌浩,王琳,邱钰清. 南阳师范学院学报. 2016(12)
[2]完全热集成变压精馏分离乙酸乙酯和甲醇的模拟[J]. 刘乔,高瑞昶. 现代化工. 2016(11)
[3]Effect of methylimidazolium-based ionic liquids on vapor–liquid equilibrium behavior of tert-butyl alcohol + water azeotropic mixture at 101.3 kPa[J]. Zhigang Zhang,Qiang Zhang,Tao Zhang,Qinqin Zhang,Wenxiu Li. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(03)
[4]变压精馏分离乙酸乙酯与甲醇的工艺模拟及优化[J]. 曹宇锋,单佳慧,樊冬娌. 计算机与应用化学. 2015(10)
[5]几种化工分离技术的发展与应用[J]. 吕尚庆,张强,周如金,邱松山,汤占帅. 当代化工. 2015(06)
[6]萃取精馏分离甲醇-乙酸乙酯的模拟研究[J]. 唐建可,马春蕾. 山西化工. 2015(02)
[7]萃取精馏法分离甲醇/乙酸乙酯/乙酸甲酯共沸物的研究[J]. 曹君,贺来宾,杨卫胜. 计算机与应用化学. 2014(07)
[8]1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体合成与表征[J]. 张德超,张丽鹏,于先进,陈恩泽,董涛,李恒. 化工时刊. 2012(02)
[9]顶空进样气相色谱法检测啤酒中乙醛[J]. 张媛媛,魏良鑫,佟婷婷,柳亚迪,王林祥,刘春凤,李崎,顾国贤. 分析试验室. 2011(09)
[10]新型二茂铁甲基季铵盐离子液体的合成与表征[J]. 王艳果,张青山,杨振强,傅经国. 化学研究. 2011(04)
博士论文
[1]混合溶剂间歇萃取精馏的研究[D]. 张志刚.天津大学 2004
硕士论文
[1]乙腈水共沸系统分离的离子液体选择和过程模拟[D]. 李婷婷.华东理工大学 2016
[2]甲醇—乙酸乙酯混合溶媒的分离回收研究[D]. 李伟.重庆大学 2012
[3]醋酸系列离子液体的合成及物理化学性质的研究[D]. 李龙.辽宁大学 2012
[4]C5二元体系加压汽液平衡的测定与关联[D]. 钟蕾.天津大学 2010
[5]盐效应分离共沸混合物的研究[D]. 李杨.天津大学 2007
本文编号：3707134
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 乙酸乙酯-甲醇物系简介
1.1.1 乙酸乙酯简介
1.1.2 甲醇简介
1.1.3 乙酸乙酯-甲醇物系的分离研究
1.2 萃取精馏
1.2.1 萃取精馏概述
1.2.2 萃取精馏的原理
1.2.3 萃取精馏的分类
1.2.4 萃取剂的类型
1.2.5 萃取剂的选择
1.2.6 传统萃取剂的不足
1.3 新型萃取剂—离子液体
1.3.1 离子液体简介
1.3.2 离子液体的分类
1.3.3 离子液体的性质
1.3.4 离子液体的合成
1.3.5 离子液体的应用
1.4 萃取精馏过程模拟
1.4.1 AspenPlus模拟软件介绍
1.4.2 AspenPlus的主要功能和特点
1.4.3 精馏塔的严格计算模块RadFrac
1.4.4 离子液体用于萃取精馏模拟
1.5 本文工作
第二章 离子液体的合成和表征
2.1 实验仪器及药品
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验药品
2.2 离子液体合成
2.2.1 1-乙基-3-甲基咪唑溴盐的制备
2.2.2 1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐的制备
2.3 离子液体的表征
2.3.1 核磁共振氢谱分析
2.3.2 离子色谱分析
2.3.3 含水量分析
2.4 本章小结
第三章 含离子液体的乙酸乙酯-甲醇体系相平衡数据的测定
3.1 实验部分
3.1.1 实验药品
3.1.2 实验仪器
3.1.3 实验装置及分析方法
3.1.4 气液平衡计算
3.1.5 实验设备校核
3.2 气液相平衡数据的测定
3.2.1 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Br]气液相平衡数据
3.2.2 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Cl]气液相平衡数据
3.2.3 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Ac]气液相平衡数据
3.3 本章小结
第四章 气液相平衡数据的关联
4.1 实验数据的计算
4.1.1 气液平衡的基本原理
4.1.2 关联模型的选择
4.1.3 模型参数的回归
4.2 气液相平衡数据的关联
4.2.1 二元体系气液相平衡数据关联
4.2.2 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Br]三元气液相平衡数据关联
4.2.3 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Cl]三元气液相平衡数据关联
4.2.4 乙酸乙酯-甲醇-[EMIM][Ac]三元气液相平衡数据关联
4.3 机理分析
4.4 本章小结
第五章 萃取精馏分离乙酸乙酯-甲醇的过程模拟
5.1 萃取精馏分离乙酸乙酯-甲醇的模拟
5.1.1 萃取精馏工艺流程图
5.1.2 离子液体物性参数
5.1.3 AspenPlus模拟初始条件设定
5.2 灵敏度分析
5.2.1 塔板数对乙酸乙酯纯度的影响
5.2.2 进料位置对乙酸乙酯纯度的影响
5.2.3 IL进料流量和温度对乙酸乙酯纯度的影响
5.2.4 摩尔回流比对乙酸乙酯纯度的影响
5.3 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
符号说明
硕士期间学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]环己醇-异丙醇二元体系在常压下的气液相平衡研究[J]. 贾斌浩,王琳,邱钰清. 南阳师范学院学报. 2016(12)
[2]完全热集成变压精馏分离乙酸乙酯和甲醇的模拟[J]. 刘乔,高瑞昶. 现代化工. 2016(11)
[3]Effect of methylimidazolium-based ionic liquids on vapor–liquid equilibrium behavior of tert-butyl alcohol + water azeotropic mixture at 101.3 kPa[J]. Zhigang Zhang,Qiang Zhang,Tao Zhang,Qinqin Zhang,Wenxiu Li. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(03)
[4]变压精馏分离乙酸乙酯与甲醇的工艺模拟及优化[J]. 曹宇锋,单佳慧,樊冬娌. 计算机与应用化学. 2015(10)
[5]几种化工分离技术的发展与应用[J]. 吕尚庆,张强,周如金,邱松山,汤占帅. 当代化工. 2015(06)
[6]萃取精馏分离甲醇-乙酸乙酯的模拟研究[J]. 唐建可,马春蕾. 山西化工. 2015(02)
[7]萃取精馏法分离甲醇/乙酸乙酯/乙酸甲酯共沸物的研究[J]. 曹君,贺来宾,杨卫胜. 计算机与应用化学. 2014(07)
[8]1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体合成与表征[J]. 张德超,张丽鹏,于先进,陈恩泽,董涛,李恒. 化工时刊. 2012(02)
[9]顶空进样气相色谱法检测啤酒中乙醛[J]. 张媛媛,魏良鑫,佟婷婷,柳亚迪,王林祥,刘春凤,李崎,顾国贤. 分析试验室. 2011(09)
[10]新型二茂铁甲基季铵盐离子液体的合成与表征[J]. 王艳果,张青山,杨振强,傅经国. 化学研究. 2011(04)
博士论文
[1]混合溶剂间歇萃取精馏的研究[D]. 张志刚.天津大学 2004
硕士论文
[1]乙腈水共沸系统分离的离子液体选择和过程模拟[D]. 李婷婷.华东理工大学 2016
[2]甲醇—乙酸乙酯混合溶媒的分离回收研究[D]. 李伟.重庆大学 2012
[3]醋酸系列离子液体的合成及物理化学性质的研究[D]. 李龙.辽宁大学 2012
[4]C5二元体系加压汽液平衡的测定与关联[D]. 钟蕾.天津大学 2010
[5]盐效应分离共沸混合物的研究[D]. 李杨.天津大学 2007
本文编号：3707134
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