试析液-液萃取过程的离子液体萃取剂分子设计

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1、天津大学硕士学位论文淮-液萃取过程的离子液体萃取剂分子设计姓名：吴添申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：崔现宝201006中文摘要针对近沸或共沸物系萃取过程萃取剂选择问题，本文提出了一种基于COSMO．RS模型的计算机辅助分子设计方法，并通过液．液平衡实验进行了验证。针对被分离物系，使用MaterialsStudio软件进行计算，生成屏蔽电荷密度or牛，并得到or．图谱(or．profile)，获得了25种阴离子和190种阳离子的仃．图谱，建立了离子液体阴离子和阳离子的or．图谱数据库。利用COSMO．SAC计算得到物系中各组分在离子液体中的无限稀活度系数，利用分

2、配系数、萃取剂损耗、选择性系数以及溶剂溶解力为评价函数，进行萃取过程的萃取剂分子设计。由于离子液体熔点数据的缺乏，我们利用离子液体阴阳离子COSMO计算生成的类热力学能参数△U以及屏蔽腔体表面积A为变量，对163种离子液体进行了非线性拟合，得到离子液体熔点预测方程。应用萃取剂的分子设计方法选取了乙酸甲酯．甲醇体系的萃取剂，测定了乙酸甲酯．甲醇．1．乙基．3．甲基咪唑醋酸盐的三元体系液．液平衡，实验结果表明，该分子设计方法是有效的。利用乙酸甲酯．甲醇．1．乙基．3．甲基咪唑醋酸盐的液．液平衡数据，拟合出了该体系的NRTL方程参数，利用ChemCAD进行了乙酸甲酯．甲醇体系

3、的离子液体萃取过程的模拟，研究了理论板数，萃取剂用量等因素对离子液体萃取过程的影响。关键词：萃取剂选择，COSMO，离子液体，熔点，液液平衡ABSTRACTAcomputer-aidmoleculardesignmethodbasedonCOSMO—RSwasproposedforthesolventselectioninextraction，andthismethodwasverifiedbyliquid—liquidequilibriumexperiments．Accordingtothemixturetobeseparated，MaterialsStudiowas

4、utilizedtocalculatethescreeningchargedensities盯誊．the盯-profileswereobtainedbasedonthechargedensities．Adatabasecontains盯．profilesof25kindsofanionsand190kindsofcationswasestablished．TheinfinityactivitycoefficientofthecomponentinionicliquidwerecalculatedbyCOSMO．SAC．Thedistributioncoefficient

5、，solventloss，selectivityandsolventpowerwereusedasevaluationfunctionforthemoleculardesignsolventforextraction．Duetothelackofmeltingpointsofionicliquids，Apredictionequationofionicliquidwasobtainedbynonlinearfitof163meltingpointsofionicliquids，basedonthethermodynamicenergy—likeparameter,scr

6、eeningcavityareaparameter,whichareproducedfromCOSMOcalculation．Thesolventsforseparationofmethylacetate—methanolsystembyextractionwereselectedbythemoleculardesignmethod．Theliquid—liquidequilibriumofmethylacetate．methanol-1一ethyl·3-methyllimidazoliumacetate([EMIM][Ac]1wasmeasured，andtheexp

7、erimentalresultsshowthatthemoleculardesignmethodiseffective．TheparameterofNRTLequationformethylacetate-methanol一[EMIM][Ac】werecorrelatedbytheliquid—liquidequilibriumdata．Theextractionprocessfortheseparationofmethylacetate-methanolbyionicliquid[EMIM][Ac】WaSsimulatedbytheso