离子液体是一类新型化合物，独特的阴、阳离子构成使其拥有与传统分子溶剂不同的特性：室温呈液态，为工业操作过程的加料和储运带来了便利；良好的热稳定性和不易挥发特性，使其在使用过程中更加安全、环保，易于纯化和循环利用。本论文重点测定了含离子液体体系汽液平衡数据、研究了相关热力学模型，并对乙醇水溶液的萃取精馏进行了概念设计和过程模拟。利用酸碱中和法合成了三种亲水性离子液体，即：单乙醇胺甲酸盐（[HMEA][HCOO]），二乙醇胺甲酸盐（[HDEA][HCOO]）和三乙醇胺甲酸盐（[HTEA][HCOO]）。利用¹³C NMR和¹H NMR鉴定了室温离子液体[HMEA][HCOO]和[HDEA][HCOO]的结构和纯度（x≥99%）；热重－差热分析结果显示，二者的热分解温度均在424K以上。可见，本文合成的醇胺类甲酸盐纯度较高、热稳定性较好；经溶解性试验，二者与乙醇、甲醇和水互溶，可用于醇－水体系的精馏分离。醇胺的价格不足咪唑价格的1/10，甲酸为大宗商品，因此醇胺甲酸盐离子液体具有价格优势，而且分子中不含卤素，无生物毒性，具有工业应用前景。采用CL-II型沸点仪，利用非分析拟静态方法，测定了不同离子液体含量和温度范围内，由离子液体[HMEA][HCOO]或[HDEA][HCOO]与乙醇、甲醇、水组成的6个二元体系和6个三元体系的饱和蒸汽压。离子液体的加入可以降低溶剂的蒸汽压，但对不同溶剂降低作用不同，同一种离子液体在相同的条件下与水的作用最强，与乙醇的作用最弱；甲醇和水与离子液体组成的二元体系对拉乌尔定律呈负偏差，非理想性随离子液体浓度的增加而增大；乙醇与离子液体组成的二元体系在离子液体浓度低（w≤0.1）时，对拉乌尔定律呈负偏差，随离子液体浓度的升高，对拉乌尔定律呈正偏差。利用NRTL模型，对测得的二元、三元体系汽液平衡数据进行了关联，关联的平均绝对相对偏差分别为0.62%和0.82%。基于二元NRTL模型参数，对含离子液体的醇－水体系等压汽液平衡相图进行了预测。结果表明：（1）所研究的两种离子液体均能显著影响乙醇对水的相对挥发度，并且对乙醇呈盐析效应；（2）随溶液中离子液体浓度的增加，共沸点逐渐向乙醇浓度增大的方向移动，当离子液体的浓度达到10wt%以上时，可以消除乙醇－水体系的共沸现象；（3）在富乙醇区，五种醇胺盐离子液体均对乙醇呈“盐析”效应；但在富水区呈“盐溶”效应；其盐效应作用顺序依次为：[HMEA][BF₄]<[HDEA][HCOO]<[HMEA][HCOO]<[HDEA][BF₄]<[HTEA][BF₄]。基于基团贡献思想，借鉴质量连接指数概念和电荷笼罩假设，改进了密度简捷计算模型；提出了新的基团划分方法（将与大π键等稳定结构，如咪唑环和吡啶环，紧密相连的原子团划为一个中心基团；将中心基团和与之相连的第一个支链基团划成一个大的基团）和质量连接指数计算方法。新模型对54种离子液体的密度预测的最大绝对偏差为1.83%，而原模型预测的最大绝对偏差为4.08%，新模型的预测精度较原模型提高55%。离子液体不易挥发，以往的研究工作中大多忽略其蒸汽压的存在。本文利用GC-PT模型对离子液体的蒸汽压进行了预测，并首次在精馏过程模拟中考虑了离子液体蒸汽压的影响。计算结果表明，在整个精馏过程中，离子液体的损耗不足0.001（质量分数）。利用Aspen Plus软件，对离子液体－醇－水体系的精馏分离过程进行了概念设计和过程模拟，考察了溶剂比、回流比等参数对分离效果的影响，确立了精馏工艺条件。与乙二醇为萃取剂的精馏过程相比，分离效果相同的前提下，再沸器热负荷降低28%，产品中萃取剂的夹带量降低了4个数量级，具有明显的节能效果。对工业酒精的分离模拟结果显示，当离子液体达到一定浓度时，工业酒精中的甲醇由轻组分变成重组分，与离子液体和水一起在塔釜富集，从而实现利用一个精馏塔由工业酒精制取无水乙醇的过程。可见，醇胺盐离子液体是一类制备方法简单、价格低廉、安全环保的新型萃取剂，可望用于乙醇－水的工业精馏分离过程。