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苯和环己烷是重要的化工原料,由于两者沸点相近、结构相似并且容易形成共沸物,采用普通的精馏技术不能将他们分开,因此,其分离被认为是石油化工领域最具挑战性的分离过程之一。由于所需的能耗较低,液液萃取过程被认为是分离苯和环己烷最具前景的分离方法,而溶剂的选择是其中的关键。本文采用COSMO-SAC软件从25种氢键供体和13种氢键受体组合的化合物中筛选出合适的物质即低转变温度混合物(Low Transition Temperature Mixtures,LTTMs),作为液液萃取分离苯和环己烷的新型绿色溶剂,本文筛选的最佳溶剂为环丁砜与四丁基溴化铵摩尔比为5:1所构成的LTTMs,为了对比其萃取性能,还筛选了另一组LTTMs乙二醇与三甲胺盐酸盐摩尔比为5:1。然后测定了苯-环己烷-LTTMs三元体系的液-液相平衡数据,并探究不同氢键供体和氢键受体摩尔比(3:1、5:1和7:1)以及不同的温度(30℃、40℃和50℃)对萃取性能的影响。实验结果表明,环丁砜+四丁基溴化铵的萃取性能优于乙二醇+三甲胺盐酸盐,与COSMO-SAC计算结果一致;环丁砜与四丁基溴化铵摩尔比为5:1时萃取性能最高;当苯的质量分数低于0.3时,温度为50℃时环丁砜与四丁基溴化铵的萃取性能最好,当苯的质量分数高于0.3时,温度对萃取性能的影响不明显。采用活度系数模型NRTL对液-液相平衡数据进行关联得到二元交互作用参数,并通过均方根偏差(RMSD)分析计算值与实验值,结果表明计算值与实验值吻合较好,所得实验数据真实可靠,NRTL模型可以很好的拟合该实验数据。通过Aspen Plus软件对苯-环己烷萃取过程进行模拟研究,设计并优化操作条件。然后与传统的以环丁砜为萃取剂的流程进行对比,并做了经济型评价,结果表明,LTTMs的萃取性能明显优于环丁砜,且年总费用节省56.51%,因此,LTTMs可以作为可替代溶剂用于苯-环己烷的萃取分离。