白炭黑共沸蒸馏后正丁醇的多级萃取回收.pdf

摘要白炭黑共沸蒸僧后正丁醇的多级萃取回收摘要在白炭黑的生产过程中，利用正丁醇与水可以在一定温度下形成 共沸物的特点，采用共沸蒸镭的方式对湿凝胶进行水分脱除。在共沸 蒸储的过程中，正丁醇和水形成共沸物蒸出，正丁醇在共沸物中的质 量分数为55.5%。蒸出的共沸物在常温下会分为两相，上层为正丁醇 富集相，可以直接回收到共沸蒸馆过程进行再次利用；下层为水富集 相，这部分水相中还含有一定量的正丁醇，需要对这部分正丁醇进行 回收。为了寻找更高效、经济的方法来回收正丁醇-水混合液中的正丁 醇，本文选择正辛醇为萃取剂，采用多级错流萃取方法，对正丁醇-水混合液进行分离，并对正辛醇-正丁醇-水三元体系做了液液相平衡 研究。使用Aspen Plus软件对三级错流萃取工艺进行了模拟计算，将 三级错流萃取工艺与双塔精微工艺进行比较分析，从而得到更合适的 分离方法。主要内容和结论如下：1.根据选择标准和经验预测，综合多种溶剂的性质，选择正辛醇 为合适的萃取剂来萃取分离正丁醇水混合液。实验证明，正辛醇作为 萃取剂来萃取水相中的正丁醇时，正丁醇的分配系数、选择性系数及 萃取率都很大。2.对正辛醇正丁醇水三元体系的液液相平衡进行了研究。实验 北京化工大学硕士学位论文数据表明，正辛醇分离正丁醇水混合液是可行的。在实验温度 425、40c、50c下，40时两相区面积最大，正辛醇对正丁醇的 选择性最大，正辛醇对正丁醇的分离效果最好。3,使用正辛醇为萃取剂进行多级错流萃取实验分离正丁醇水混 合液，实验证明，多级错流萃取大大提高了萃取效果。正丁醇的萃取 率随萃取级数的增大而增大，萃取剂的总用量确定时，萃取级数越高,得到的萃取效果越好。综合考虑，多级错流萃取分离正丁醇水混合液 的优化条件为：三级萃取、萃取比火=0.3、萃取温度40C。4.对三级错流萃取工艺进行了 Aspen模拟，模拟结果得到较高的 萃取率，并且与实验结果符合程度良好。将双塔精微工艺和三级错流 萃取工艺进行了对比，三级错流萃取工艺所排放的水中正丁醇的含量 更低，环境更为友好，同时能耗更低，三级错流萃取工艺更适用于白 炭黑共沸蒸僧后正丁醇的回收。关键词正丁醇.水混合液，液液相平衡，多级错流萃取，Aspen模拟IIABSTRACTRECOVERY OF N-BUTANOL BY MUTI-STAGE CROSS-FLOW SOLVENT EXTRACTION AFTER SILICA AZEOTROPIC DISTILLATIONABSTRACTIn the production process of silica,the azeotropic distillation method was used to remove the moisture from SiOa wet silica gels,making use of the characteristic that n-butanol and water can form binary azeotrope.In the azeotropic distillation process,azeotrope was distilled out,and the mass fraction of n-butanol was 55.5%.The distilled azeotrope would form two phases at room temperature.The upper n-butanol-rich phase could be recycled directly to the azeotropic distillation process,and the n-butanol in the lower water-rich phase required recycle.In order to find a more efficient and economical method to recycle n-butanol,octanol was selected as extraction solvent and multi-stage cross-flow extraction method was used to separate the n-butanol-water mixture in the present work.The liquid-liquid equilibrium of octanol-n-butanol-water ternary system was studied in this article.The three-stage cross-flow extraction process was simulated using Aspen Plus software,and the three-stage cross-flow extraction process was compared with double-column distillation process,in order to obtain a more suitable in北京化工大学硕士学位论文separation method.The main contents and conclusions were as follows:1.According to the selection criteria and empirical prediction,octanol was selected as extraction solvent to extract n-butanol from n-butanol-water mixture.Experimental results showed that the distribution coefficient,selectivity coefficient and extractability were large when octanol was used as the extraction solvent.2.The liquid-liquid equilibrium of octanol-n-butanol-water ternary system was studied.Experimental results showed that using octanol to separate n-butanol-water mixture was feasible.Among the experimental temperature 7=25,40,50c,when the temperature was 40,the area of two-phase region and the selectivity of n-butanol were the largest,and the separation effect was the best.3.Multi-stage cross-flow extraction process was studied with experiments.Experimental results showed that the multi-stage cross-flow extraction process greatly improved the extraction efficiency.With the increase of the extraction stage,extractability of n-butanol increased.When the total amounts of extraction solvents were same,it was obviously that the higher the extraction stage,the better the extraction efficiency.All things considered,the optimized conditions of multi-stage cross-flow extraction process were:three-stage extraction,extraction ratio R=0.3,extraction temperature at 40.4.The three-stage cross-flow extraction process was simulated withIVABSTRACTAspen Plus software.The simulation results agreed well with the experimental results.The three-stage cross-flow extraction process was compared with double-column distillation process,and the results showed that the mass fraction of n-butanol in aqueous phase which was discharged from the three-stage cross-flow extraction process was lower.At the same time,the power consumption of three-stage cross-flow extraction process was lower,and this process was friendlier to the environment.Therefore,compared with double-column distillation process,the proposed process was more suitable to recycle n-butanol after silica azeotropic distillation,KEY WORDS:n-butanol-water mixture,liquid-liquid equilibrium,multi-stage cross-flow extraction,Aspen simulationv目录目录第一章绪论.11.1 课题的研究背景.11.2 正丁醇概述.21.2.1 正丁醇的性质.2122正丁醇的用途.3123正丁醇的生产工艺.313 正丁醇水体系.31.3.1 正丁醇.水体系的相互溶解度.31.3.2 正丁醇-水体系的气液平衡.41.3.3 正丁醇水体系的温度组成.51.4 醇-水分离概述.61.4,1 萃取法.61.4.2 精微.111.5 液液相平衡理论.14151相律.141.5.2 液液相平衡判据.141.5.3 液液相平衡测定方法.151.5.4 研究现状.161.6 课题的研究内容与意义.17L6.1研究内容.171.6.2研究意义.18第二章萃取剂的选择.192.1 引言.192.2 选择标准.192.2.1 分配系数.192.2.2 选择性系数.19223萃取率.202.2.4 其他标准.20vn北京化工大学硕士学位论文2.3 经验预测.202.3.1 溶剂对丁醇的分配系数.20232 丁醇在溶剂中的活度系数.21233部分溶剂的性质.212.4 实验验证.222.4.1 实验原料.222.4.2 实验设备.222.4.3 实验方法.232.4.4 分析方法.232.5 结果与讨论.262.5.1 振动混溶时间对萃取率的影响.26252正辛醇对正丁醇的萃取效果.262.6 小结.29第三章正辛醇正丁醇水体系液液相平衡研究.313.1 引言.313.2 实验原料.313.3 实验设备.313.4 实验方法.313.5 分析方法.323.6 结果与讨论.32361三元相图的构建.32362分配系数和选择性.373.6.3两相中水的含量.403.7小结.41第四章多级错流溶剂萃取分离正丁醇水混合液的研究.434.1 引言.434.2 实验原料.434.3 实验设备.444.4 实验方法.444.5 分析方法.454.6 结果与讨论.45VIII目录4.6.1 萃取级数对正丁醇的萃取效果的影响.454.6.2 萃取级数对萃取剂用量的影响.474.6.3 萃取比R对正丁醇萃取效果的影响.484.6.4 不同温度对正丁醇萃取效果的影响.504.7 小结.51第五章Aspen Plus对多级错流萃取过程的模拟研究.535.1 引言.535.2 双塔精储工艺.535.3 工艺流程模拟.55531三级错流萃取的流程模拟.55532模拟结果.56533模拟结果与实验结果对比.575.4 工艺对比.575.4.1 能耗.5854.2 回收效果.585.5 小结.59第六章结论.61参考文献.63致谢.67研究成果及发表的学术论文.69作者简介.71IXContentsContentsChapterl Review.1LI Background of the research.11.2 Overview of n-butanol.21.2.1 Properties of n-butanol.21.2.2 Application of n-butanol.31.23 The production process of n-butanol.31.3 N-butanol-water system.31.3.1 The mutual solubility of n-butanol-water system.31.3.2 Gas-liquid equilibrium of n-butanol-water system.41.3.3 lemperature-composition of n-butanol-water system.51.4 Summary of alcohol-water separation.61.4.1 Extraction.61.4.2 Distillation.111.5 Liquid-liquid equilibrium theory.141.5.1 The phase rule.1415.2 Criterion of liquid-liquid equilibrium.141.5.3 Method for determination of liquid-liquid equilibrium.151.5.4 Research status.161.6 Research contents and significance of the subject.17L6.1 Research contents.171.6.2 Research significance.18Chapter!The selection of extractant.192.1 Introduction.192.2 The selection criteria.192.2.1 The distribution coefficient.192.2.2 The selectivity coefficient.192.2.3 Extractability.202.2.4 Other criteria.20XI北京化工大学硕士学位论文2.3 Empirical prediction.2023.1 The distribution coefficients of solvent to butanol.2023.2 The activity coefficients of solvent to butanol212.3.3 Properties of some solvents.212.4 Experimental verification.222.4.1 Experimental materials.222.4.2 Experimental equipment.222.4.3 Experimental method.232.4.4 Analysis method.232.5 Results and discussion.262.5.1 Effect of shock mixing time on n-butanol extractability.262.5.2 The extraction effect of octanol on n-butanol.262.6 Summary.29Chapter3 Research of liquid-liquid equilibrium of octanol-n-butanol-water system.313.1 Introduction.313.2 Experimental materials.313.3 Experimental equipment.313.4 Experimental method.313.5 Analysis method.323.6 Results and discussion.323.6.1 Construction of ternary phase diagram.323.6.2 Distribution coefficient and selectivity.373.6.3 Water content in two phases.403.7 Summary.41Chapter4 Research of separating n-butanol-water mixture bymuti-stage cross-flow extraction.434.1 Introduction.434.2 Experimental materials.434.3 Experimental equipment.444.4 Experimental method.44XIIContents4.5 Analysis method.454.6 Results and discussion.454.6.1 Effect of extraction stages on extraction effect.454.6.2 Effect of extraction stages on extractant dosage.474.6.3 Effect of extraction ratio on extraction effect.484.6.4 Effect of temperature on extraction effect.504.7 Summary.51Chapters Simulation of multi-stage cross-flow extraction process with Aspen plus.535.1 Introduction.535.2 Double-column distillation process.535.3 Process simulation.555.3.1 Simulation of three-stage cross-flow extraction process.555.3.2 Simulation results.565.3.3 Comparison of the simulation results with the experimental results.575.4 Comparison of two processes.575.4.1 Energy consumption.585.4.2 Recovery effect.585.5 Summaiy.59Chapter6 Conclusions.61Reference.63Acknowlegement.67Published or accepted papers and research production.69Author introduction.71xni符号说明符号说明t时间，hR萃取比ST峰面积温度，Ck分配系数B选择性系数w质量分数尸压强，atmXV第一章绪论第一章绪论1.1 课题的研究背景白炭黑是超细SiO2粉体的俗称，是人工合成的水合SiO2,其分子式为 mSiO2nH2Oo白炭黑是一种物理性质极好的基础材料，外观呈无定形白色蓬松粉 末状，原始粒子很细，质量轻，密度很小。白炭黑具有粒径小、分散性高、比表 面积大、热稳定性好等特性，这些特殊的物理性能使白炭黑在橡胶、农药、塑料 等领域获得广泛的应用工超重力硫酸沉淀法是制备超细SiO2的一种有效方法，在使用超重力硫酸沉淀 法团生产超细SiO2的过程中,能得到SiO2湿凝胶,SiO2湿凝胶中含有大量的水分。SiO2湿凝胶含有两种水：物理吸附水和化学吸附水，物理吸附水以自由水的形 式存在于凝胶中，化学吸附水则以羟基的化学作用吸附在SiO2表面。为了得到质 量良好的超细SiO2粉体,需要将SiO2湿凝胶中的水分进行脱除。在直接加热SiO2 湿滤饼进行干燥的过程中，其中的水分将从SiO2的空间网状结构中蒸发，因此微 细的孔道在这个过程中将承受极大的压力，容易造成SiO2粉体结构的坍塌，最终 导致SiO2粉体颗粒发生团聚。在干燥过程中发生严重团聚的粉体颗粒,其吸油值、粒径大小、分散性能等各项指标会受到严重影响。研究表明，毛细管压力是造成 硬团聚的主要原因口,所以，在干燥过程中减小毛细管压力是避免粉体颗粒硬团 聚的关键。为了解决超细SiO2粉体颗粒硬团聚的问题,采用共沸蒸储的方式进行水分脱 除。正丁醇与水可以共沸，其共沸温度为92.7C,利用这个特性，将正丁醇与超 细SiOz湿凝胶共沸蒸馆。共沸蒸储就是将正丁醇和湿滤饼混合后，通过加热使正 丁醇和湿滤饼的混合物达到共沸温度，正丁醇和水以共沸物的形式蒸出，从而减 少湿滤饼中的水分含量。共沸蒸像过程中，随着加热和搅拌的进行，正丁醇和水 在92.7时达到完全互溶，并且其相界面也完全消失，正丁醇和水按照一定比例 一起共沸蒸出，直至脱除湿凝胶中的水分。水分脱除后，体系的温度会升高，达 到正丁醇的沸点117.7C后，停止加热，剩余的正丁醇留在了产品中。一方面，水的表面张力(0.072Jm-2)大于正丁醇的表面张力(0.026J,m.2),在干燥过程中，正丁醇的表面张力小，使粉体孔道所承受的毛细管压力减小，有效避免了粉体颗 粒硬团聚；另一方面，正丁醇的有机基团具有空间位阻效应，该效应也阻止了 SiO2 的非架桥羟基互相靠近发生脱水而导致颗粒聚集在一起，有效地防止了颗粒硬团 聚的发生。共沸蒸馆方法较好地保持了超细SiO2粉体的酥松结构，得到疏水性良 好、强度良好的超细SiO2粉体。北京化工大学硕士学位论文在共沸蒸储过程中，正丁醇和水在92.7C时形成共沸物并被蒸出，共沸物中 水的质量分数为44.5%,正丁醇的质量分数为55.5%5。蒸出的共沸物在常温下会 分为两相，上层为正丁醇富集相，可以直接回收到共沸蒸储过程进行再次利用；下层为水富集相，是溶解度为77g的正丁醇饱和水溶液，因为水富集相中还有一 部分正丁醇，所以要对这部分正丁醇加以回收，从而减少对环境的污染，同时又 节约正丁醇的用量。1.2 正丁醇概述一名法国人Wurtz在1852年最早发现了正丁醇，他在发酵制酒精的过程中 得到了杂醇油，在杂醇油中发现了正丁醇【叫20世纪，正丁醇的需求量不断增加，世界各地以玉米为原料生产丙酮和正丁醇，20世纪50年代，石油化工行业的兴 起，带动了正丁醇产业的发展。1.2.1 正丁醇的性质正丁醇的英文名称是n-butanol,分子式为C4Hi0O,结构式：CH3CH2CH2CH2OH,沸点n77C。其相对分子质量为74.12,外观为无色透明状 的液体，有类似于酒味的芳香气味。正丁醇部分溶于水，能与己醛、已醇、苯等 多数有机溶剂混溶。在温度25c时，正丁醇在水中的溶解度为7.7%,即100g水 中溶解有7.7g的正丁醇网。正丁醇的物化性质见表Mo表1-1正丁醇的物化性质Tablel-1 Physical and chemical properties of n-butanol性质数值熔点/-89.8沸点(10L3kPa)/117.7相对密度(20C/20C)0.8097折射率(20)1.3993电导率/(S-m-1)9.12x10，粘度(20C)/(mPa s)2.95表面张力(20C)/(mN/m)24.6临界温度/C287临界压力/MPa4.902第一章绪论1.2.2 正丁醇的用途正丁醇在工业生产中得到广泛应用，是一种常见的化工原料，是制造正丁酯 类增塑剂的原料。这类增塑剂可以增加塑料和橡胶制品的回弹性，因此得到广泛 应用。在有机化工行业，正丁醇在有机合成中是重要的原料，可以用来制备多种 有机物；在医药行业，正丁醇还可以作为萃取剂来萃取油脂、香料以及多种药物;在食品加工行业，正丁醇可以用作食品香料，也可以用于配制奶油等食品。随着 经济的发展，人类对能源的需求量呈现不断增加的趋势，正丁醇作为新的生物能 源被寄予厚望。和乙醇相比，正丁醇有更多优点，正丁醇在输送管线中对管线的 腐蚀作用小，正丁醇的加入可以加快汽油在土壤中的降解速度。正丁醇因为有 着燃烧和能量密度的优势，被誉为第二代生物燃料，可以直接替代汽油作为清洁 燃料或混合燃料口叫1.2.3正丁醇的生产工艺(1)发酵法发酵法制备正丁醇是获得正丁醇的有效方法。在现阶段，生产正丁醇的发酵 法是将粮食、玉米、谷物等原料粉碎，加入水后接入菌种，一般为丙酮丁醇菌种，制成发酵液，置于3637的温度下发酵。精镭发酵液，就可得到丁醇等产物。目前，原料的获取和经济可行性是发酵法面临的主要问题，可以通过改良菌种、原料预处理、有效的集成来提高正丁醇的产量口1(2)丙烯段基合成法丙烯羟基合成法也是制备正丁醇的方法之一,又称为雷佩法(Reppe Process)。焦炭造气得到CO和H2,这些CO和Hz与丙烯(CH2=CHCH3)在高压和催化剂 钻系或错系存在的条件下进行埃基合成，得到正丁醛和异丁醛，加氢后再进行分 镭就能得到正丁醇。(3)醇醛缩合法在稀碱条件下，两个乙醛分子发生醇醛缩合反应，反应生成B 一丁醇醛。对生 成的。丁醇醛进行缩合，脱水后得到巴豆醛口汽在催化剂镇铭的催化下，巴豆醛 于温度180c和压强0.29MPa的条件下氢化生产出正丁醇。1.3 正丁醇-水体系1.3.1 正丁醇-水体系的相互溶解度3北京化工大学硕士学位论文正丁醇与水的性质会影响两者之间的溶解度，由于正丁醇与水的性质差别较 大，所以正丁醇与水只能部分互溶。常温下，将少量正丁醇加到水中，正丁醇在 水中可以完全互溶，继续添加正丁醇，就可以得到正丁醇的饱和水溶液。25c时,100g水中溶解7.7g正丁醇即达到饱和，如果继续添加正丁醇，体系会分成两层：上层为水在正丁醇中的饱和溶液，下层为正丁醇在水中的饱和溶液，这两个平衡 共存的液层，称为共粗溶液口叫不同温度下正丁醇-水体系的相互溶解度见表 12。通过表中数据不难发现，050C时，随着温度的升高，正丁醇在水中的溶 解度逐渐降低；50T20c时，随着温度的升高，正丁醇在水中的溶解度逐渐增加。和正丁醇不同，0720C时，随着温度的升高，水在正丁醇中的溶解度不断增加。表1-2不同温度下正丁醇.水体系的相互溶解度Tablel-2 Mutual solubility of n-butanol-water system at different temperatures温度/正丁醇/%zK7%010.5108.919.7207.820.0307.120.6406.62L4506.522.4606.523.6706.725.2806.926.4907.730.11009.233.811010.537.612016.146.01.3.2 正丁醇-水体系的汽液平衡正丁醇-水体系是二元非均相共沸物，所以平衡线与对角线相交，体系的温度 低于共沸温度时，该体系就会分层阿。正丁醇-水体系汽液质量分数图(P=1.0atm)见图1-1 04第一章绪论Yt forWATEFVNBUT-01：|10 不L-1-1_I-1_I00 0.2 04 0.6 08 1.0Liquid Massfrae WATER图1-1正丁醇-水体系气液质量分数图Fig.1-1 Gas-liquid mass fraction of n-butanol-water system1.3.3 正丁醇-水体系的温度-组成在一定的温度下，溶液蒸发使系统达到气液-液三相平衡。二组分达到三相 平衡时，根据相律，自由度数F=C-P+2=23+2=l。这说明当系统的温度一定时，气相组成、两液相的组成和系统的压力都是定值口引。在压强为101.325kPa时，将 正丁醇水的共甄溶液加热到共沸温度92.7C时，外压与该溶液的饱和蒸汽压相 等，气相出现。正丁醇水体系的温度组成图见图l-2o图12正丁醇水体系的温度组成示意图Fig.1-2 Schematic temperature-composition diagram of n-butanol-water system北京化工大学硕士学位论文区域1是气相区，此区域内的气相组成介于蒸发时所对应的两个液相组成之 间。区域2是气液（5）两相区，区域3是气液（6）两相区。区域4是液液两 相区，此区域内的正丁醇水体系不能完全互溶，会分为两层：正丁醇相和水相。区域5是单相区此区域内的正丁醇在水中完全溶解，区域6也是单相区，此区 域内的水在正丁醇中完全溶解。L4醇-水分离概述分离技术一直是化工行业的重要组成部分，很多重要的化工过程依赖于分离 技术，如产物提纯、原料精制、三废处理等过程。随着环境压力的增大和经济的 发展，化工行业对化工分离过程的设计提出了更高的要求，更高效、更经济的分 离技术才能满足工业的需求，因此，效率高、能耗低、环境友好的分离技术成为 行业发展的重点口习。醇-水体系会形成共沸混合物，用普通蒸储的分离方法来进行 分离是很困难的。近年来醇-水体系的分离是研究的热点，大量的工作人员对多种 分离技术进行了深入研究。1.4.1 萃取法（1）液液萃取液液萃取，顾名思义，就是萃取剂和被萃取混合物都是液体，也被称为溶剂 萃取。液液萃取是一种对液体混合物进行分离的方法，其原理是溶解度差异，即 被萃取混合液的各组分在萃取剂中的溶解度不同，从而实现分离。液液萃取操作 流程示意图见图1-3o因此，萃取剂有两个基本要求需要满足阿：萃取剂只能 与被分离混合物完全不互溶或部分互溶，不能完全互溶；萃取剂要有选择性，对被分离混合物中的组分要有不同的溶解能力。选择萃取剂时，最理想的萃取剂 应该与被分离混合物中的溶剂完全不相溶，同时与需要萃取出的溶质有很好的相 溶性。液液萃取过程中，一个合适的萃取剂除了要满足以上两个基本要求外，还 要满足下列条件口刀；萃取剂对被分离混合液中的溶质的分离系数要大；萃取 过程完成后，利用密度差，萃取体系可以很快的分相；萃取剂具有稳定的化学 性质，不与被分离混合液发生任何反应：溶质便于回收。6第一章绪论B（大量）A（少量）图1-3液液萃取操作流程示意图Fig.1-3 Simplified flow sheet for Liquid liquid extraction operation液液萃取的应用十分广泛，Banda等四用液液萃取方法来提取酸性水溶液中 的Zr和Hfo杨梅采用多级逆流萃取法对醋酸丁酯丁醇水体系进行了液液萃 取分离，证明此方案的分离效果显著。张维冰等即对液液萃取样品富集技术进行 了研究，此技术基于冷冻熔炼，通过理论推导和实验证明了此新技术的可行性，该新技术在环境样品处理和复杂样品的预处理研究中将发挥重要的作用。液液萃取是一种常见的分离方法，具有能耗低、操作容易、处理量较大等优 点Pl。在醇.水分离领域，大量研究工作者对液液萃取技术进行了深入研究。李秋 玉等考察了正辛醇对丁醇.水混合液、乙醇.水混合液中的丁醇、乙醇的萃取能 力，实验结果表明，正辛醇对丁醇的选择性大于其对乙醇的选择性。Cockrem等 阳分别用酸、酚类对正丁醇的水稀溶液进行萃取，结果表明，这两类的分配系数 较高，萃取效果良好。（2）离子液体萃取随着化学污染的加剧，目前，绿色化学受到越来越多的关注，而离子液体作 为一种“绿色溶剂”被应用到多个方面。离子液体固即Ionic Liquids,是完全由 离子组成的液体，从其结构来看，其本质是盐，在低温（vlOOC）时呈现液态，所以离子液体也被称为低温熔融盐。常用于制备离子液体的阳离子见图1-40与固体物质相比，离子液体是液态的。与传统意义的液态物质相比，离子液 体是离子的，与盐传统熔融盐相比，离子液体的熔点较低【25】。作为新型绿色溶剂，离子液体具有普通溶剂不可企及的的优良特性的：一般来讲，离子液体的粘度较低，颜色较浅；在室温条件下，蒸汽压较低，不易挥发，表现出很强的非易失性；离子液体可以广泛的溶解多种无机、有机和高分子材料，但同时离子液体 和许多有机溶剂不相溶，因此，可以用来进行过程强化，也可以作为两 相系统中非水极性的替代品；离子液体由两部分组成，合成具有灵活性，这对单组分分子溶剂来说是不7北京化工大学硕士学位论文可能的。1,3-dialkylimidazolium 0CJR1-alkylpyridinium CnprJ*Q/R R,1,1-dialkylpyrolidinium gcj图14离子液体的常见阳离子Fig.1-4 Common cations for ionic liquids很多研究工作者根据离子液体的这些优良特性，对离子液体的应用进行了深 入研究。余江等阂用离子液体C20HmimBF4、C2OHmhnPF6来萃取正丁醇.水 共沸物，结果显示C20HmimBF4对正丁醇萃取效果要好于C20HmimPF6对正 丁醇萃取效果。李卫坤网 应用新式双循环沸点仪，测定了常压下的四种离子液 体CH2cH20HMiML、CH2COOHMIMBF4.CH2COOCH3MIMBF4 CH3cH2cH2cH2MlMC1对乙醇水体系的分离效果，证明离子液体 CH3CH2CH2CH2MIMC1对乙醇-水体系的分离效果更好。田征等29对用离子液体 萃取精储分离乙酸甲酯-甲醇共沸物进行了研究，以离子液体EMIMAc（1 乙基.3.甲基咪哇醋酸盐）为萃取剂，对该体系的萃取精储过程进行了 Aspen模拟，得 到了萃取精储分离乙酸甲酯.甲醇共沸物的优化操作条件。虽然离子液体有很多优点，但是离子液体毕竟是新体系，存在筛选难、成本 高、成熟应用少、稳定性不确定等问题即】。Rogersm）曾指出，离子液体的数量是 非常庞大的，合适离子液体的筛选是研究人员面临的一大挑战。所以离子液体需 要寻求新的突破，才能获得大规模的应用。（3）盐效萃取将无机盐加入到非电解质溶液中，无机盐引起溶液中的溶质的溶解度发生变 化，或体系汽液、液-液相平衡的变化；或将无机盐加入到纯溶剂中，无机盐引 起该溶剂蒸汽压和沸点的变化，这些都可以称为盐效应国】。盐效应可分为盐析效 应和盐溶效应。对于非电解质溶液，无机盐的加入降低了非电解质溶液中溶剂的 溶解度，这种效应则是盐析效应，反之，无机盐的加入增大了非电解质溶液中溶 剂的溶解度，则是盐溶效应。对于汽-液或液液相平衡，无机盐的加入使组分之 间的相对挥发度发生改变，轻组分的饱和蒸汽压降低，从而轻组分和重组分实现 分离卬】，这种效应是盐析效应。反之，无机盐的加入使轻组分和重组分实现混合,则是盐溶效应。早在1889年，盐效应经验公式就已经由Setsohnow明提出，无机盐加入到非 8第一章绪论电解质溶液中，各个组分之间相互作用，形成了复杂的盐效应。n=KCs（1-1）L 5式中：一非电解质（溶剂）的溶解度（纯水中），kmoVm3,一非电解质在的溶解度（盐水中），kmol/m3,K一为盐效应常数，Q一为无机盐的溶度，kmol/m3o此公式概括了在无机