【摘 要】
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当前,随着工业的飞速发展,对石油化学产品的需求正在日益加大。芳烃与烷烃作为重要的化工产品,其应用范围非常广泛,为了进一步拓展芳烃和烷烃的研究领域,探寻芳烃和烷烃分离
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当前,随着工业的飞速发展,对石油化学产品的需求正在日益加大。芳烃与烷烃作为重要的化工产品,其应用范围非常广泛,为了进一步拓展芳烃和烷烃的研究领域,探寻芳烃和烷烃分离问题的规律,本文突破了以往对苯和环己烷或正庚烷的分离问题,选用另一种芳烃代表物——甲苯,研究甲苯/环己烷的分离,以期为芳烃/烷烃的分离提供有效途径。分离芳烃与沸点相近烷烃的传统方法有萃取精馏和恒沸精馏,但是由于精馏过程的能耗较高,在当前日益紧缺的资源环境下其应用受到限制。吸附分离和渗透汽化属新型的分离技术,目前对于两者的研究重点在于高选择性吸附剂的制备和新型复合膜的研制。液-液萃取技术具有能耗低、操作简便、技术成熟等优势,要实现芳烃与烷烃的分离,关键在于寻找合适的萃取剂。本文研究单一萃取剂DMSO和混合萃取剂DMSO+DMF对甲苯/环己烷分离性能的影响。实验分别测定了两组体系的液-液相平衡数据并绘制三元相图。对于三元体系来说,在298.15K和303.15K条件下,选择性系数均随原料液中甲苯含量的减小而增大,最大值分别达到了18.99和18.61;四元体系的选择性系数最大值为19.76。对于分配系数,单纯DMSO为萃取剂时溶质的分配系数小于混合萃取剂DMSO+DMF,且操作温度为303.15K时较298.15K更易获得较大的分配系数。在此基础上,运用三种热力学模型:Othmer-Tobias方程、Hand方程以及NRTL方程分别对298.15K和303.15K条件下的三元体系和四元体系进行关联预测。采用Othmer-Tobias方程进行关联得到的相关系数均大于0.95,Hand方程关联所得相关系数均大于0.92,结果表明Othmer-Tobias方程和Hand方程可以对两体系进行很好的关联。利用NRTL方程对三元、四元体系的相平衡数据进行拟合,计算得到测量数据与预测数据的均方根误差(RMSD)最大值不超过0.44。
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