异丙醚-异丙醇-水体系的特殊精馏分离研究及关键评估

发布时间：2023-04-04 03:52

　　在丙烯水合法生产异丙醇(IPA)的过程中会产生富含异丙醚(DIPE)、IPA的工业废水,但三元共沸物的形成给DIPE和IPA的分离回收带来了严峻的挑战。本研究基于COSMO-RS模型筛选出了最优的离子液体(IL)并研究了其分离机制,通过气液相平衡(VLE)实验进一步验证了其分离性能并获得了交互作用参数,然后提出以EG、[EMIM][OAc]及其混合溶剂分别作为萃取剂的三元萃取精馏方案。具体工作如下:(1)基于COSMO-RS模型,通过分子模拟软件从108种离子液体中筛选出了 1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][OAc]);通过屏蔽电荷密度和过剩焓的分析,从分子水平上解释了[EMIM][OAc]与该共沸体系的作用力和成键机理。结果表明,阴离子[OAc]-其具有较强的氢键受体能力,且[EMIM][OAc]与该共沸物之间的相互作用力表现为:water>IPA>DIPE。(2)借助平衡釜在常压下完成了[EMIM][OAc]和EG与该共沸体系的三元VLE实验。y-x’图的结果进一步证实了 EG和[EMIM][OAc]的分离性能,且[EMIM][OAc]的分离能力明显优于EG。...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题来源
    1.3 共沸物分离研究进展
        1.3.1 膜分离
        1.3.2 萃取精馏
        1.3.3 变压精馏
        1.3.4 共沸精馏
        1.3.5 液液萃取
    1.4 离子液体萃取精馏
        1.4.1 离子液体性质与分类
        1.4.2 离子液体合成工艺
        1.4.3 离子液体萃取剂
        1.4.4 离子液体筛选
    1.5 气液平衡与过程模拟
        1.5.1 热力学模型
        1.5.2 过程模拟基础
    1.6 研究意义和内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 主要内容
第二章 离子液体筛选
    2.1 离子液体筛选基础
        2.1.1 COSMO-RS计算
        2.1.2 筛选依据
    2.2 筛选结果与机理分析
        2.2.1 基于选择性的筛选
        2.2.2 σ-Profiles分析
        2.2.3 过剩焓分析
第三章 相平衡实验与关联
    3.1 实验试剂与装置
    3.2 气相色谱检测方法及条件
    3.3 实验步骤
    3.4 VLE数据分析
        3.4.1 二元VLE实验验证
        3.4.2 含萃取剂的三元VLE数据
    3.5 NRTL模型关联
        3.5.1 模型参数
        3.5.2 关联结果
    3.6 本章小结
第四章 特殊精馏分离工艺
    4.1 优化及评估指标
    4.2 EG为萃取剂的萃取精馏工艺
        4.2.1 过程模拟
        4.2.2 过程优化
    4.3 热集成强化设计
    4.4 本章小结
第五章 离子液体萃取精馏工艺
    5.1 模拟基础
    5.2 离子液体萃取精馏工艺设计与模拟
    5.3 操作变量优化
    5.4 热集成强化工艺
        5.4.1 塔间热交换
        5.4.2 余热回收
    5.5 过程综合评估
    5.6 本章小结
第六章 混合溶剂强化萃取精馏
    6.1 混合溶剂模拟
        6.1.1 工艺方案设计
        6.1.2 过程模拟
        6.1.3 操作参数优化
    6.2 混合比优化
    6.3 热集成强化工艺
        6.3.1 变压热交换方案
        6.3.2 蒸汽再压缩热交换
        6.3.3 综合评估
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附件



本文编号：3781730