以离子液体为载热体的热敏物料蒸馏直接接触传热蒸馏釜

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1、以离子液体为载热体的热敏物料蒸馏直接接触传热蒸馏釜TheDirect-ContactHeatTransferReboilerfortheDistillationofHeat-sensitiveMaterialswithIonicLiquidasHeatCarrier学科专业：化学工程研究生：张凯指导教师：崔现宝副教授天津大学化工学院2017年5月万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证

2、书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据万方数据摘要热敏物料的精馏提纯是化工分离工程领域的一个难题。直接接触传热蒸

3、馏釜可以大大减少釜持液量和料液的停留时间，在热敏物料的蒸馏中具有良好的应用前景。为了克服直接接触传热过程中传统载热体的缺陷，本文采用离子液体作为载热体，旨在开发一种以离子液体为载热体的热敏物料蒸馏直接接触传热蒸馏釜。根据离子液体的性质，研究了其作为直接接触传热蒸馏釜的载热体的可行性。以热敏物料邻苯二甲酸二乙酯、双环戊二烯以及苯乙烯为研究对象，初步筛选出了1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim][OAc])离子液体作为载热体。测定了[Emim][OAc]与邻苯二甲酸二乙酯、双环戊二烯以及苯乙烯形成的二元体系的液液平衡，结果表明[Emim][OAc]在这三种有机物中几乎

4、不溶，邻苯二甲酸二乙酯和双环戊二烯在[Emim][OAc]中的溶解度随温度升高而增大，但苯乙烯在[Emim][OAc]中的溶解度随温度升高反而降低。测定了苯乙烯+甘油+[Emim][OAc]的三元液液平衡，实验表明甘油的加入可以显著地降低苯乙烯在离子液体中的溶解度，并且随着甘油加入量的增多，苯乙烯在离子液体中的溶解度随温度的变化规律发生改变。采用NRTL活度系数模型来关联液液平衡数据，获得了邻苯二甲酸二乙酯-[Emim][OAc]、双环戊二烯-[Emim][OAc]、苯乙烯-[Emim][OAc]、苯乙烯-甘油、甘油-[Emim][OAc]的二元交互作用参数，关联结果

5、与实验数据吻合良好。以热敏物料苯乙烯为分散相、离子液体[Emim][OAc]或[Emim][OAc]与甘油的混合物为连续相进行直接接触传热蒸馏实验，发现直接接触传热蒸馏比常规蒸馏的热敏物料回收率更高。提出了改进的传热速率表达式，并进一步考察了进料速度与进料管内径对蒸馏效果的影响，发现可以通过控制进料速度以及改变进料管内径来获得更好的蒸馏效果。关键词：热敏物料，直接接触传热，离子液体，液液平衡，苯乙烯I万方数据II万方数据ABSTRACTThepurificationofheatsensitivematerialsbydistillationisadifficultpr

6、obleminchemicalseparationengineering.Thedirect-contactheattransferreboilercangreatlyreducetheliquidholdupandheatedtimeoftheheat-sensitivematerials,sothereboilerhasgoodapplicationprospectinthedistillationofheat-sensitivematerials.Ionicliquidisadoptedasheatcarrierinthedirect-contactheattr

7、ansferprocesstoovercomethedisadvantagesofconventionalheatcarrier,andakindofdirect-contactheattransferreboilerwiththeionicliquidastheheatcarrierforthedistillationofheat-sensitivematerialsisdeveloped.Thefeasibilityofusingionicliquidastheheatcarrierinthedirect-contactheattransferr