六氟磷酸盐对碳酸二甲酯-甲醇相平衡的影响

为验证1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM][PF_6])和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([OMIM][PF_6])作为分离碳酸二甲酯+甲醇共沸体系萃取剂的可行性,在101.3 kPa下,用改进的Othmer釜测定了(甲醇+碳酸二甲酯+[BMIM][PF_6])和(甲醇+碳酸二甲酯+[OMIM][PF_6])的汽液平衡数据。用NRTL模型对汽液平衡实验数据进行了关联。实验结果表明:六氟磷酸阴离子液体的加入,使甲醇对碳酸二甲酯的相对挥发度增加,甲醇+碳酸二甲酯体系共沸点消失。在较高的甲醇摩尔分数下,[OMIM][PF_6]对甲醇的盐析作用略强于[BMIM][PF_6]。NRTL模型关联得出二元交互作用参数,可用于[BMIM][PF_6]和[OMIM][PF_6]分离碳酸二甲酯-甲醇物系的设计计算。     

碳酸二甲酯-碳酸二乙酯-甲醇三元体系相平衡数据的推算

采用双循环汽液平衡釜测定了常压下碳酸二甲酯-碳酸二乙酯、碳酸二甲酯-甲醇、碳酸二乙酯-甲醇三组二元体系的汽液平衡数据,实验数据经Herington面积积分法检验符合热力学一致性。用Wilson模型分别对实验数据进行了关联,利用关联出的模型参数计算相应的汽相组成,并与实验值比较,二者符合良好。利用二元体系的汽液平衡数据,由Wilson方程推算了碳酸二甲酯-碳酸二乙酯-甲醇三元体系的汽液平衡数据。为建立碳酸二乙酯和碳酸二甲酯、甲醇的精馏分离数学模型提供了基础数据。     

碳酸二甲酯-甲醇-氯苯体系汽液平衡数据推算

利用二元体系的汽液平衡数据,选用Ｗｉｌｓｏｎ方程推算了三元体系碳酸二甲酯－甲醇－氯苯的汽液平衡数据,为建立萃取精馏分离碳酸二甲酯和甲醇的数学模型提供了基础数据。     

萃取精馏分离甲醇-苯

采用萃取精馏的方法分离甲醇-苯的共沸物系。首先采用UNIFAC基团贡献理论并结合经验选取萃取剂,最终确定萃取剂为氯苯。对常压下甲醇 苯物系应用UNIFAC模型计算各组分的汽液相组成,并进行汽液平衡实验验证,计算结果与实验数据吻合较好。通过间歇萃取精馏实验进一步考察验证所选萃取剂的分离效果。结果表明,氯苯能够打破甲醇-苯的共沸,进而分离甲醇和苯。溶剂物质的量之比为1、回流比为3、填料塔理论板数为30、溶剂回收段理论塔板数为4时产品甲醇回收率达到98%,说明氯苯能够作为萃取剂分离甲醇-苯二元共沸物系。最后,对甲醇-苯物系的连续精馏过程应用Aspen Plus进行了模拟计算,并且考察了回流比、萃取剂进料流率等参数对产品纯度的影响规律,为进一步实验研究及工业应用提供理论和实践基础。     

间歇萃取精馏分离乙腈-水体系

选择乙二醇为分离乙腈-水体系的萃取剂,在压力0.101 MPa条件下,测定了乙腈-乙二醇物系的汽液平衡数据。采用Wilson模型对试验数据进行关联,得到Wilson模型参数,α1,3=5 683.6,α3,1=576.4(下标1代表乙腈,3代表乙二醇),关联的计算结果和试验结果的最大偏差为0.015 7。测定了乙二醇存在下乙腈-水物系的汽液平衡数据,试验结果表明乙二醇做萃取剂能够消除乙腈-水物系的共沸点。进行了乙腈-水物系的间歇萃取精馏试验,回流比为2.0,萃取剂流量与回流量之比(溶剂比)为4.1,塔顶产品中乙腈的摩尔分数x达到0.988,乙腈的回收率为75%。应用Chemcad软件考察溶剂比和回流比对产品纯度及塔顶产品量的影响,确定适宜溶剂比为3.0,其回流比值在0.5~2.0之间。     

常压下叔丁醇-水-乙二醇体系汽液平衡测定与关联

在常压(101.3 kPa)下,采用改进的Othmer汽液平衡釜测定了叔丁醇-乙二醇体系的汽液平衡数据,对所测得的数据进行热力学一致性检验,结果表明实验数据符合热力学一致性。用NRTL模型对叔丁醇-乙二醇体系的汽液平衡数据进行关联,得到二元交互作用参数,并用这些参数计算汽相组成及平衡温度,计算结果与实验数据吻合。测定了叔丁醇-水-乙二醇三元体系的汽液平衡数据,乙二醇存在下,叔丁醇-水体系的相对挥发度大幅提高,证明乙二醇是萃取精馏分离叔丁醇-水体系的优良溶剂。     

UNIFAC模型关联碳酸酯合成体系的汽液平衡

利用UNIFAC模型对甲醇氧化羰基合成碳酸二甲酯(DMC)体系中的各组分及DMC与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)体系中的各组分进行了基团划分.根据实验测定的甲醇-DMC、甲醇-草酸二甲酯(DMO)、DMC-DMO、甲醇-苯酚、DMC-苯酚五组二元物系等温汽液平衡数据,拟合了新基团-OCOO-和其他基团间的UNIFAC相互作用参数,扩充了UNIFAC模型的应用范围.与原基团划分的UNIFAC模型关联结果比较,采用新基团划分法推算得到的汽液平衡数据的计算值与实验值偏差较小,说明新基团划分更合理.     

基于萃取精馏和减压蒸馏的碳酸二甲酯精制研究

分别采用萃取精馏和减压蒸馏分离碳酸二甲酯中的杂质二乙二醇,采用沸点仪测定了碳酸二甲酯+二乙二醇+丙酸丁酯三元体系以及40 kPa下碳酸二甲酯+二乙二醇二元体系的气液平衡数据,绘制T-x-y相图。结果表明,加入萃取剂丙酸丁酯可提高碳酸二甲酯对二乙二醇的相对挥发度,降低物系的平衡温度,通过萃取精馏可将杂质的含量降低至0,但引入了新的杂质萃取剂丙酸丁酯,不能达到完全除杂的目的;在40 kPa下,可有效降低全浓度范围内物系的平衡温度,通过减压蒸馏能够将碳酸二甲酯中杂质去除,并且不会引入新的杂质,产物碳酸二甲酯的回收率为89.3%。     

动态法筛选萃取精馏分离乙酸丁酯-丁醇-水共沸物的溶剂

采用基于改进UNIFAC模型的动态法对萃取精馏法分离乙酸丁酯-丁醇-水共沸物的萃取剂进行了计算机高通量筛选,根据适宜萃取剂选取原则和计算结果,经综合考虑选出较好的萃取剂为甲醇、乙醇、环氧乙烷。选取乙醇进行实验验证,测定了乙酸丁酯-丁醇-水-乙醇体系的部分汽液平衡实验数据;泡点温度tb、加入溶剂后平衡汽相组成的计算值与实验值吻合良好;以乙醇作为萃取剂具有热负荷小、毒性低和热稳定性好的优点。结果表明,采用基于改进UNIFAC模型的动态法筛选萃取精馏法的溶剂具有良好的可靠性和适用性,可以极大地节省人力、物力和财力。     

乙醇-水-复合溶剂体系汽液平衡

用改进的Othmer汽液平衡釜测定了101 3kPa下乙醇-水-复合溶剂6个体系在不同溶剂比下的汽液平衡数据,6种复合溶剂为:乙二醇+氯化锂,乙二醇+氯化钙,乙二醇+醋酸钾,乙二醇+氯化锂+氢氧化钾,乙二醇+氯化钙+氢氧化钾,乙二醇+醋酸钾+氢氧化钾。并用Wilson模型和NRTL模型对实验数据进行了关联,结果良好,大部分体系汽相组成平均偏差小于0 02,泡点温度平均偏差小于1K。