探析共沸物质的离子液体萃取精馏

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1、天津大学硕士学位论文共沸物质的离子液体萃取精馏姓名：尹伟超申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：崔现宝201006摘要乙腈是一种重要的应用广泛的有机溶剂，乙腈．水共沸物的分离具有重要的意义。本文研究了离子液体对乙腈-水共沸物系的影响，并进行了离子液体萃取精馏过程的研究。利用cOSMO．sAc模型，对乙腈．水．离子液体体系的汽液平衡进行了理论预测。然后采用平衡釜法，测定了加入不同离子液体时，乙腈．水的汽液平衡数据，对理论预测进行了验证。通过实验发现，当加入离子液体的摩尔分率为0．2时，1．乙基．3．甲基咪

2、唑硝酸盐([Emim]Ⅳ03】)和1一乙基一3一甲基咪唑二腈胺盐([Emim】州(CN)2])两种离子液体可以完全消除乙腈和水的共沸点，而1．乙基．3．甲基咪唑四氟硼酸盐(【Emim】【BF4】)、1-丁基一3一甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim】【BF4】)和1-乙基一3一甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐(【Emim】[CF3S03】或【Emim】【OTf】)三种离子液体能够提高共沸组成中乙腈的摩尔分率，但并不能使乙腈．水的共沸点完全消失。当加入离子液体的摩尔分率为O．4时，对【Emim】[BF4]、[Bmim】[BF

3、4]和【Emim】[N(CN)2】三种离子液体进行了汽液平衡测定，结果表明与离子液体摩尔分率为0．2相比，在乙腈低浓度段乙腈．水的相对挥发性变小了，而在乙腈高浓度段乙腈．水的相对挥发性变大了。利用所得的汽液平衡数据回归出了乙腈、水与离子液体间的NRTL方程可调参数及非随机作用参数。使用ChemCAD软件模拟离子液体萃取精馏过程，研究了萃取剂进料位置、原料进料位置、溶剂温度、回流比及溶剂比等五个因素对离子液体萃取精馏的影响。关键词：cosMo．sAc模型，萃取精馏，离子液体，NRTL方程，汽液平衡ABSTRA

4、CTAcetonitrileisawidelyusedo略anicsolVent，卸dacetonitr订e-wateraZeo仃OpesisVe叫important．TheefrectsazeotropicsystemofacetonitriIe—waterwereinVestigated，distillationpmcesswithionicliquidassolVentwasalsoStudied．theseparationofionic1iquidsonandtheextractiveTheVapo

5、r-liquidequilibriaofacetonitrile—wate卜ionicliquidswerepredictedusingtheCOSMO-SACModel．TheV印or-liquidequil．briaweremeasured洫anmodifiedmhmerequilibriumstill．TheV印or．1iquidequilibriumexperimentalresultsShowthat：ifthemolef．ractionofionic“quidintheacetonjtrile-

6、、vater-ionicliquidmixtureisO．2，theionicliquid1-ethyl-3-methylimidazoliumnitrate(【Emim】时03】)and1一ethyl-3一methylimidazo—liumdicyanamide(【Emim】时(CN)2】)caneliminatetheazeo打opicpointoftheacetonitrile-watermixture，howeVerthel-ethyl·3-methylimidazoliumte仃anoro—bo

7、rate(【Emim】【BF4】)，1-bu够l-3一methylimidazoliumtetraflomborate(【Bmim】【BF4】)锄dl—ethyI一3一methylimidazoliumtrifluoromethanesulphonate(【Emim】[CF3S03】或[Emim儿oTf】)canon】yincreasetheacetonitrile’smolen．actionattheazeo仃opicpoi玎tbutc卸notremoVetheazeotropicpointcomplet

8、cly-TheVapor-liquidequilibriaofacetonitr订e—water-【Emim】【BF4】，acetonitrile—walccr-[BmimⅡBF4】andacetonitrile-wate卜【Emim】[N(CN)2】weremeasu佗dwhenthemole衲ctionofionicliquidinthemiXtureis0．4：Therelativevolatili够ofa