离子液体用于共沸体系分离的研究

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本文针对水-正丙醇/异丙醇共沸体系,研究了若干离子液体作为夹带剂用于萃取精馏的可行性。本文建立了一种沸点仪,并在此基础上提出了汽相分析、液相连续配制的实验方法,用于含离子液体体系汽液平衡的测定。实验测定了含水、正丙醇/异丙醇、[bmim][BF4]/[emim][BF4]的四个三元体系在若干离子液体质量含量时、100 kPa下的T,x,y数据,及含正丙醇/异丙醇/水、[bmim][BF4]/[emim][BF4]的六个两元体系100 kPa下的沸点数据。得到了挥发性组分的活度系数和相对挥发度。结果表明:[emim]+较之[bmim]+更有利于提高上述共沸组分的相对挥发度,但含[BF4]-的离子液体总的来说效果不够理想。用NRTL方程关联了实验数据。研究了用两元数据关联得到的参数预测三元汽液平衡。实验测定了水(1)-异丙醇(2)-离子液体(3)体系x2=0.95时、100 kPa下的T、x、y数据,得到了挥发性组分的活度系数和相对挥发度。共研究了7种离子液体,其中阳离子包括:[emim]+、[bmim]+;阴离子包括:[BF4]-、[N(CN)2]-、[OAc]-、[Cl]-。结果表明:活度系数主要取决于阴离子;阴离子与水及异丙醇的相互作用强弱顺序相同,即[Cl]-≈[OAc]->[N(CN)2]->[BF4]-;这种相同F的顺序一定程度上抵消了离子液体的作用。阳离子与水和异丙醇的相互作用强弱顺序则相反:对水,[emim]+>[bmim]+;对异丙醇,[emim]+<[bmim]+;这有利于相对挥发度的提高。在所研究的体系中,阴离子为[OAc]-或[Cl]-、阳离子为[emim]+的离子液体,对分离的效果最佳。用NRTL方程关联了实验数据,并研究了用关联得到的参数预测其它浓度范围的汽液平衡。
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