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异丁醇是一种常用的有机合成原料,广泛应用于医药、食品和化工等多个领域。但在工业制取异丁醇过程中,会产生含乙醇、异丁醇的工业废水,水-乙醇异丁醇体系的分离由此提出。本文采用不同溶剂对水-乙醇-异丁醇体系进行萃取精馏,测定了水+乙醇+异丁醇+溶剂的汽液平衡数据,选取NRTL方程关联实验数据,建立了热力学模型以描述体系的汽液平衡行为。比较了不同萃取剂对水-乙醇-异丁醇体系的分离性能。运用Aspen软件,选择合适的萃取剂进行过程模拟,为工业化分离提供了指导。在常压下,本文测定了水（1）+乙醇（2）+异丁醇（3）+乙二醇（4）体系和水（1）+乙醇（2）+异丁醇（3）+甘油（4）四元体系汽液平衡数据,得到了对应组分的活度系数和相对挥发度。我们用NRTL方程进行数据关联,对于水（1）+乙醇（2）+异丁醇（3）+乙二醇（4）体系的温度和气象组成偏差为δT=0.1491K,δy1=0.0008,δy2=0.0032,δy3=0.0036,对于水（1）+乙醇（2）+异丁醇（3）+甘油（4）体系,它们分别是δT=0.2169 K,δy1=0.0006,δy2=0.0023,δy3=0.0024。实验结果和计算结果很好地吻合,表明了NRTL模型关联的可靠,足以描述相平衡行为。低共熔溶剂作为萃取剂用于体系分离显示出很好的效果。本文中使用甘油+氯化胆碱作为萃取剂相比于仅用甘油,随着氯化胆碱的加入水的活度系数不断减少和乙醇、异丁醇的活度系数不断增加,这都使得乙醇对水的相对挥发度和异丁醇对水的活度相对挥发度不断增加。乙醇对水的相对挥发度的增加和异丁醇对水的相对挥发度的增加都利于脱水。使用严格平衡板模型模拟萃取精馏过程。将水、乙醇和异丁醇质量分数设置为0.0176、0.6395、0.3429,总流量为1000 kg·h-1的混合溶液作为分离对象。把乙醇、异丁醇的质量纯度分别达到99.9%、99.7%,回收率达到99.7%作为分离目标,分别以低共熔溶剂甘油+氯化胆碱2:1和甘油作为萃取剂,采用NRTL活度系数模型,用实验数据优化得到的二元相互作用参数作为该模型参数,用Aspen Plus化工模拟软件对水-乙醇-异丁醇体系进行萃取精馏过程模拟及优化。模拟结果表明:在保证相同理论塔板数、进料位置、回流比条件下,使用甘油+氯化胆碱2:1作为萃取剂比只使用甘油,达到了更好的分离效果。从萃取剂的分离性能和经济环保考虑,萃取精馏分离水-乙醇-异丁醇体系用低共熔溶剂甘油+氯化胆碱2:1效果更好。本文为低共熔溶剂应用于水-乙醇-异丁醇体系的分离提供了可靠的实验数据和理论依据。