探析固液吸附与含离子液体体系汽液平衡的模型化研究

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1、北京化工大学硕士学位论文固液吸附与含离子液体体系汽液平衡的模型化研究姓名：史奇冰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王子镐20040515固液吸附与含离子液体体系汽液平衡的模型化研究摘要混合物系新分离方法的研究对于工业过程开发与改造具有重要的意义。对于难分离体系如共沸体系、结构性质相近体系新型分离方法的研究一直是分离技术的研究热点之一。近年来，随着对吸附分离认识的加深，新型吸附剂的开发，萃取精馏、膜技术以及离子液体的出现，基于不同技术组合的集成分离方法不断出现，为分离工程的发展和技术进步带来了新的机遇。本论文主要包括如下三部分：固液吸附平衡的

2、热力学模型研究；离子液体对单一体系和混合体系汽液平衡影响的理论研究；有关离子液体汽液平衡的实验研究。同液吸附现象在化学工业中具有重要的应用，例如液体混合物的吸附分离，污水的吸附处理以及固液非均相催化反应的选择性等过程均与固液吸附平衡有关。本论文根据热力学一致性的吸附质一固体溶液理论，采用Wilson方程描述吸附质之间以及吸附质与吸附剂之间的相互作用，建立了一个计算吸附平衡的热力学模型。并用该模型关联了1一辛烯／正辛烷、1一癸烯／正己烷、1一己烯／正己烷、苯／正庚烷、苯／环己烷等二元系在固体吸附剂上的吸附平衡，同时预测了1一己烯／正己烷体系在不同温度

3、下的吸附平衡。关联与预测误差均在5％以内，表明该模型具有良好的关联和预测能力，可望用于实际体系固液平衡的计算。离子液体由于其本身的特性，作为环境友好溶剂在反应和分离过程中具有良好的应用前景，含离子液体体系的汽液平衡计算以及模型化研究对于离子液体在分离过程的应用具有重要的理论和实际意义。本文采用非电解质溶液的NRTL方程来表示溶液的非理想性，关联并预测了水一丁基甲基咪唑六氟化磷和水一辛基甲基咪唑六氟化磷体系的等温汽液平衡，计算误差在2％以下。该模型还用于关联十几个有机溶剂．离子液体体系在不同温度下有机物无限稀释活度系数的实验数据，得到了有关的NRTL

4、二元作用参数，在此基础上预测了离子液体对苯一环己烷、己烷一乙醇、环己烷一乙醇、甲醇．环己烷和甲醇．正己烷等几个二元共沸体系汽液平衡的影响。结果表明，含离子液体体系的汽液平衡可以采用传统的非电解质模型来描述，离子液体的“盐效应”可以显著改善组分的相对挥发度甚至消除共沸现象，这对开发：离子液体在加盐萃取精馏方面的工业应用具有重要的指导意义。建立了液体蒸汽压的测量装置，并测定了水一乙基甲基咪唑溴、水一丙基甲基咪唑溴体系的汽液平衡数据。结果显示，离子液体能降低水的饱和蒸气压。尽管该装置的精度还不是很高，但为进一步开展离子液体体系的热力学研究做了前期准备工作

5、。关键词吸附，离子液体，分离，汽液平衡，活度系数北京化T大学硕十学位论文MODELINGOFSOLID-LIQUIDADSORPTIONANDVAPOURLIQUIDEQUILIBRIAFORIONICHQUIDCONTAININGSYSTEMSABSTRACTStudyofnovelseparationmethodformixedsystemisofgreatsignificanceforthedevelopmentandrenovationofindustrialprocessesSearchingfornewseparationmethodf

6、orsuchsystemsasazeotropicsystemandthesystemwithsimilarstructureandproperty,andthereforehardtobeseparatedhaslongbeenahotpotofseparationtechnologyOwingtothebetterunderstandingonadsorptionprocessandthedevelopmentofnewabsorbent，theappearanceofextractivedistillation，membranetechnol

7、ogyandionicliquid．someintegratedseparationtechnologieshavebeenappearedonthebasisofcombinationofdifferenttechnologiesavailable，whichprovideanewopportunityforthedevelopmentandthetechnologicaladvancementofseparationengineeringThispaperincludesthreesections：thermodynamicmodeldevel

8、opmentforsolid—liquidadsorptionequilibrium；studyontheeffectof