探究离子液体在萃取分离乙醇-水中的绿色应用

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1、浙江工业大学硕士学位论文离子液体在萃取分离乙醇-水中的绿色应用姓名：李卫坤申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李肖华20080526离子液体在萃取分离乙醇一水中的绿色应用摘要无水乙醇是一种重要的基本化工原料和溶剂，有着广泛的用途。而离子液体较传统有机溶剂相比具有蒸汽压低、不易挥发、较宽的温度稳定范围和较好的化学稳定性等优点。本文针对乙醇一水共沸体系，研究了四种离子液体作为溶剂用于萃取精馏的可行性。应用新式双循环沸点仪测定了常压下乙醇一水一[CH2CH20HIvILM][BFd([CH2COOHM聊]【BF4】、[CH2COOCH3MIM][BF4]、【CH3

2、CH2CH2CH2MIM]C1)三元体系在离子液体质量含量为30％时的T，x，Y数据，得到了挥发性组分的活度系数和相对挥发度，结果表明：不同功能团的阴、阳离子取代基的离子液体对乙醇．水体系的作用效果为：[CH3CH2CH2CH2M蹦]CI>[CH2CH20HMIM][BFd>[CH2COOCH3MIM]【BF41>[CH2COOHMIM]【BF4]用NRTL方程关联了实验数据，关联效果良好，可用于指导工程设计。应用ASPEN软件以【cH3CH2CH2CH2MIM]C1为萃取剂，在原料不同的进料位置和不同的回流比下对萃取精馏塔进行模拟，塔顶产品乙醇含量均能达至1J9

3、9．56％以上。萃取精馏的小试实验表明：在实际操作中塔顶产品乙醇含量最高能达到99．49％，与模拟结果基本吻合。证明[CH3CH2CH2CH2MIM]CI是一种有前途的萃取精馏分离乙醇．水的萃取剂。关键词离子液体，汽液平衡，萃取精馏，NRTL方程浙江工业大学硕士学位论文THEGREENAPPLICATIONONEXTRACTIONSEPAl0ATIONETHANOL—WATERWITHIONICLIQUIDSABSTRACTAnhydrousethanolisallimportantbasicchemicalandsolvent，andithasextensive

4、applications．Ionicliquids(msl)havemanyadvantagessuchaslowvaporpressure，non,一volatilization，widerangsteadytemperatureandsteadychemicalpropertiescomparedwiththetraditionalorganicsolvents．Thefeasibmtyofusingionicliquidsassolventsfortheseparationoftheazeotropicmixturesofwaterandethanolbye

5、xtractivedistillationisresearchedinthisstudy．Inthisstudy，anewebulliometerisused，andthe兀x,ydataweremeasuredforternarysystemscontaining：water、ethanol、ICH2CrI：zOHMIM]【BF4】、【CHzCOOHMIM】【BF,】、I[CHzCOOCH3．SIS]【EBF4】]、ICH3CH2CHzCH2MIM]CIatP=101．3kPaandatILmassfractions30％．Fromtheexperimental

6、data，relativevolatilityandactivitycoefficientsofthevolatilecomponentswereobtained．Resultsshowedthtat：ILswithdifferentfunctiongroupshavedifferenteffectsonwater-ethanolsystem，theresultsareasfollows：ICH3CH2CH2CHzMIMICi>

7、CH2CH20HMIM][BF41l>[CH2COOCH3MIM]IBF4]I>[CH2COOHMIM]【IBFdII浙江工业大学硕士学

8、位论文TheexperimentaldatawerecorrelatedbytheNRTLmodel．ThecorrelatedresultsshowedthatthemodelscouldbeusedtodirecttheProcessdesignChoosing【cH3cH2cH2cH2MLM]C!assolvent，simulatetheextractiondistillationwhendifferentfeedstageanddifferentrefluxratio，theethanolconcentrationofthetowertopproducti

9、onwas