離子液體支撐液膜分離甲苯和正庚烷的研究.pdf

1、當(dāng)前，石油資源日益緊缺，而人們對石化產(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(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)定性差的問題。結(jié)

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(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(jìn)行了考查。
　　 研究結(jié)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(jié)合能，發(fā)現(xiàn)[Bmim]+、[4-Mebupy]+、[Emim]+三種陽離子更易與甲苯形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，該計算結(jié)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(zhì)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(cè)溶質(zhì)濃度差為傳質(zhì)推動力，當(dāng)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(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傳質(zhì)性能影響較小。
　　 通過引入基團貢獻(xiàn)法計算溶質(zhì)的擴散系數(shù)，建立了離