離子液體支撐液膜分離甲苯和正庚烷的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、當前,石油資源日益緊缺,而人們對石化產品的需求日益增大。因此,如何更有效的利用作為乙烯主要裂解原料的石油腦,將其中的芳烴和烷烴組分進行適度分離以滿足多種需求,已成為石化領域中重要的研究熱點之一。
   離子液體(ionic liquids,ILs)是一種具有特殊結構和理化性質的良溶劑,但目前其價格昂貴,使用成本較高。同時,支撐液膜作為一種新型的同級萃取反萃過程,實現了萃取與反萃的內耦合,所需溶劑用量較少,但面臨穩(wěn)定性差的問題。結

2、合離子液體具有飽和蒸汽壓低、粘度高等特點,將兩者耦合在一起形成離子液體支撐液膜,可改善液膜過程不穩(wěn)定性,有效的減少了離子液體使用量,降低分離成本。
   由于芳香族分子中苯環(huán)結構的存在使得芳烴、烷烴與離子液體之間的相互作用力存在較大差異,這為離子液體分離芳烴和烷烴提供了可能。本文選擇甲苯/正庚烷為待分離體系,計算了ILs與甲苯、正庚烷之間形成復合物的結合能,考查了不同甲苯初始濃度和溫度對離子液體萃取性能的影響,以及對離子液體支撐

3、液膜分離甲苯和正庚烷的可行性、操作溫度、料液相初始濃度、管殼程流速、分離過程的穩(wěn)定性等進行了考查。
   研究結果表明,借助Gaussian03計算軟件,運用密度泛函理論(DFT)中的B3LYP/6-31G*方法計算三種離子液體與甲苯、正庚烷之間的結合能,發(fā)現[Bmim]+、[4-Mebupy]+、[Emim]+三種陽離子更易與甲苯形成穩(wěn)定的絡合物,該計算結果說明甲苯較正庚烷更易溶解分散在離子液體中;三種離子液體對甲苯/正庚烷有

4、較好的萃取分離性能;離子液體支撐液膜的穩(wěn)定性良好;因離子液體的粘度隨溫度變化顯著,提高操作溫度能有效提高溶質在離子液體中的擴散速率,使得反萃相中甲苯濃度得到明顯提高,提高液膜過程對甲苯與正庚烷的分離效率;分離過程以液膜相兩側溶質濃度差為傳質推動力,當料液相中甲苯初始濃度提高時有利于甲苯的傳輸;由于過程的傳質阻力主要集中在液膜相,因此流經管、殼程混合物的流速對傳質性能影響較小。
   通過引入基團貢獻法計算溶質的擴散系數,建立了離

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