【摘 要】
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丁酮与乙酸乙酯是化工生产中常用的化工原料与有机溶剂,但由于二者之间共沸点的存在,使其混合物难以采用常规精馏方式实现高纯度分离。因此,本文中针对丁酮-乙酸乙酯共沸体系,共选取三种萃取剂分别包括离子液体[HMIM][NTf2]、[EMIM][NTf2]以及常规有机溶剂乙二醇（EG）,对其进行萃取精馏分离方案的研究。（1）利用汽液平衡釜测定了常压下丁酮-乙酸乙酯二元体系的汽液相平衡（VLE）数据并与已有
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丁酮与乙酸乙酯是化工生产中常用的化工原料与有机溶剂,但由于二者之间共沸点的存在,使其混合物难以采用常规精馏方式实现高纯度分离。因此,本文中针对丁酮-乙酸乙酯共沸体系,共选取三种萃取剂分别包括离子液体[HMIM][NTf2]、[EMIM][NTf2]以及常规有机溶剂乙二醇（EG）,对其进行萃取精馏分离方案的研究。（1）利用汽液平衡釜测定了常压下丁酮-乙酸乙酯二元体系的汽液相平衡（VLE）数据并与已有文献值进行对比,验证实验装置的可靠性。其后又分别对丁酮-乙酸乙酯-[EMIM][NTf2]、丁酮-乙酸乙酯-[HMIM][NTf2]及丁酮-乙酸乙酯-EG的VLE数据进行了测量,并设置了0.05、0.1、0.15三组浓度系列进行对比。（2）对三种萃取剂的实验数据进行横向及纵向对比,结果显示,所选三种萃取剂均能对有效打破丁酮、乙酸乙酯之间的共沸现象,且萃取剂浓度越大,分离效果越明显。但不同萃取剂间的分离能力各不相同,具体为[HMIM][NTf2]＞[EMIM][NTf2]＞EG。（3）分别选用了Wilson、NRTL和UNIQUAC三种热力学模型对二元及三元的VLE数据进行拟合计算,得到不同模型的二元交互参数。结果表明,对于所选物系,三种热力学模型的拟合偏差均小于0.05在可接受范围内,即各模型对所研究体系均具有较好的适用性。其中NRTL模型的拟合效果最好,具有更好的适配性。（4）使用过程模拟软件在NRTL模型的基础上分别对以[HMIM][NTf2]和EG为萃取剂分离丁酮-乙酸乙酯的方案进行流程模拟,并在达到产品质量的前提下,以TAC为目标对全流程进行进一步优化。对比结果显示,在相同产品要求下,使用[HMIM][NTf2]作萃取剂,其萃取剂用量、TAC、操作能耗等均小于另一方案,有更好的应用推广前景。综上,本课题选定了丁酮-乙酸乙酯体系作为研究对象,[HMIM][NTf2]、[EMIM][NTf2]、EG为萃取剂,测定了其基础相平衡数据。分别采用了Wilson、UNIQUAC、NRTL三种热力学模型对VLE数据进行拟合,得到了各模型的二元交互参数及适用性结论。在其基础上完成了离子液体萃取精馏丁酮-乙酸乙酯方案的设计与流程模拟,为今后的工业实际应用提供了参考基础。
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