離子液體支撐液膜分離甲苯和正庚烷的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、當(dāng)前,石油資源日益緊缺,而人們對(duì)石化產(chǎn)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(jìn)行適度分離以滿足多種需求,已成為石化領(lǐng)域中重要的研究熱點(diǎn)之一。
   離子液體(ionic liquids,ILs)是一種具有特殊結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的良溶劑,但目前其價(jià)格昂貴,使用成本較高。同時(shí),支撐液膜作為一種新型的同級(jí)萃取反萃過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了萃取與反萃的內(nèi)耦合,所需溶劑用量較少,但面臨穩(wěn)定性差的問(wèn)題。結(jié)

2、合離子液體具有飽和蒸汽壓低、粘度高等特點(diǎn),將兩者耦合在一起形成離子液體支撐液膜,可改善液膜過(guò)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(jié)構(gòu)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(jì)算了ILs與甲苯、正庚烷之間形成復(fù)合物的結(jié)合能,考查了不同甲苯初始濃度和溫度對(duì)離子液體萃取性能的影響,以及對(duì)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(guò)程的穩(wěn)定性等進(jìn)行了考查。
   研究結(jié)果表明,借助Gaussian03計(jì)算軟件,運(yùn)用密度泛函理論(DFT)中的B3LYP/6-31G*方法計(jì)算三種離子液體與甲苯、正庚烷之間的結(jié)合能,發(fā)現(xiàn)[Bmim]+、[4-Mebupy]+、[Emim]+三種陽(yáng)離子更易與甲苯形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,該計(jì)算結(jié)果說(shuō)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(duì)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(zhì)在離子液體中的擴(kuò)散速率,使得反萃相中甲苯濃度得到明顯提高,提高液膜過(guò)程對(duì)甲苯與正庚烷的分離效率;分離過(guò)程以液膜相兩側(cè)溶質(zhì)濃度差為傳質(zhì)推動(dòng)力,當(dāng)料液相中甲苯初始濃度提高時(shí)有利于甲苯的傳輸;由于過(guò)程的傳質(zhì)阻力主要集中在液膜相,因此流經(jīng)管、殼程混合物的流速對(duì)傳質(zhì)性能影響較小。
   通過(guò)引入基團(tuán)貢獻(xiàn)法計(jì)算溶質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù),建立了離

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