双氨基离子液体-水二组分物系汽液平衡的测定

采用功能型离子液体3-丙胺基-三丁基磷甘氨酸盐([aP_(4443)][Gly])水溶液,在温度范围为278.15~408.15 K、水溶液中离子液体含量(w)在10.00%~95.05%之间的汽液平衡进行了测定,获得了98组蒸汽压实验数据,并采用电解质非随机双液体模型对实验数据进行了拟合,获得了阴阳离子与水分子间的相互作用系数。实验结果表明,[aP_(4443)][Gly]的亲水性很强;实验测量结果与模型计算结果较好符合,平均相对误差为2.94%。     

碳五馏分与加盐二甲基甲酰胺常压汽液平衡数据的测定及关联

以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用小型气相循环釜测定了NaCl,KNO_3,KCOOH,NaSCN,KSCN 5种盐对1-戊烯-异戊二烯物系相对挥发度的影响;在101.3 kPa下测定了碳五组分(异戊二烯、1-戊烯和环戊烯)与DMF+NaSCN 3组物系的汽液平衡数据。实验结果表明,加入NaSCN时,1-戊烯对异戊二烯相对挥发度的增幅最大,在DMF中NaSCN适宜的质量分数为4%;3组物系的汽液平衡数据符合热力学一致性检验。用NRTL模型对汽液平衡数据进行了关联,得到模型参数,汽相组成最大偏差为0.87%,温度的最大偏差为1.00 K。     

醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系等压汽液平衡数据的测定

采用改进的 Rose 汽液平衡釜,在13.33 kPa 下,测定了醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系的等压汽液平衡数据,实验数据通过了热力学一致性检验。N,N-二甲基甲酰胺与醋酸物系有最高共沸点。考虑醋酸在汽相中的缔合效应和非理想性,分别采用 van Laar,Wilson,NRTL 横型对醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系的汽液平衡数据进行关联,得到相应的模型参数。关联结果表明,NRTL 模型关联的结果较好,温度平均绝对偏差为0.47 K,醋酸在汽相中摩尔分数的平均绝对偏差为0.006 7。用 NRTL 方程推算出醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系的共沸温度为370.70 K,共沸组成中醋酸摩尔分数为0.383 0。     

微量水-碳四二组分物系汽液平衡数据的测定与关联

采用高压汽液平衡装置,在291.15 K下,测定了微量水-异丁烷、微量水-正丁烷、微量水-1-丁烯、微量水-顺-2-丁烯、微量水-反-2-丁烯5个二组分物系的汽液平衡数据。所测得的汽液平衡数据均符合热力学一致性检验,采用PR方程对实验数据进行关联,得到5个二组分物系在291.15 K下的二元交互作用参数。实验结果表明,采用PR方程进行拟合计算,5个二组分物系的汽相质量分数计算值与实验值的平均相对偏差分别为2.23%,2.36%,2.59%,1.96%,2.14%;PR方程可用于微量水与碳四组分的工程热力学计算。     

碳五与N-甲基吡咯烷酮常压汽液平衡数据的测定及关联

利用气相单循环的小型汽液平衡釜测定了异戊二烯-N-甲基吡咯烷酮(NMP)、1-戊烯-NMP、异戊二烯-1-戊烯-NMP物系的常压(101.3kPa)汽液平衡数据。其中两个二组分物系的汽液平衡数据均通过了Herington法的热力学一致性检验,利用NRTL模型对实测数据进行了关联和估算,汽相摩尔分数的实验值和计算值的平均相对偏差均小于0.32%。实验结果表明,异戊二烯-NMP和1-戊烯-NMP二组分物系均不形成共沸物;利用得到的异戊二烯-NMP和1-戊烯-NMP二组分物系的NRTL方程参数对异戊二烯-1-戊烯-NMP三组分物系的汽液平衡数据进行预测,精度良好,可满足工程设计的需要。     

N,N-二甲基甲酰胺和乙醇、乙酸乙酯二元物系常压汽液平衡数据的测定

利用气相单循环平衡釜测定了乙醇-N,N-二甲基甲酰胺和乙酸乙酯-N,N-二甲基甲酰胺二元物系的常压(101.3kPa)汽液平衡数据。所测数据通过了Herington法的热力学一致性检验,利用W ilson方程和修正的UN IFAC方程对实验数据进行关联和估算。汽相摩尔分数的实验值和计算值的平均相对偏差均小于0.78%。实验结果表明,乙醇-N,N-二甲基甲酰胺和乙酸乙酯-N,N-二甲基甲酰胺二元物系均不形成共沸物。     

乙酸乙酯-N,N-二甲基甲酰胺-水三组分物系液液平衡数据的测定及关联

为选择适用于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)废水处理的萃取剂,在常压下,用液液平衡釜测定了30,35,40,45,50℃时乙酸乙酯-DMF-水三组分物系的液液平衡数据。采用NRTL和UNIQUAC方程对液液平衡的实验数据进行关联,得到了不同温度下的乙酸乙酯-DMF-水三组分物系的方程参数。采用经验式对不同温度下的方程参数进行关联,得到方程参数的温度经验式。对乙酸乙酯-DMF-水三组分物系,采用UNIQUAC方程关联结果较好,利用UNIQUAC方程计算的温度值与实验值的平均偏差为0.031 0;组分的最大平均偏差为0.017 9。     

CO_2-氯铝酸离子液体-苯三组分物系气液平衡数据的测定

在40℃、3.00～11.80MPa的条件下,测定了CO2-溴代-1-叔丁基-3-甲基咪唑-氯铝酸([Bmim]Br-AlCl3)-苯三组分物系的气液相平衡数据,获得了三组分物系的相图,分析了平衡压力对相态及平衡组成的影响。实验结果表明,在恒定的温度、压力下,由于平衡组成的不同,CO2-[Bmim]Br-AlCl3-苯三组分物系存在一相到三相的多种相态;当压力从3.00MPa升至11.80MPa时,富苯相中CO2的质量分数从0.114增至0.640,苯的质量分数由0.703降至0.196;当压力达到CO2的临界压力范围时,有新相生成,物系发生相态的改变,三相区变为四相区,两相区变为三相区。     

乙醇-水-l,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐三组分物系的汽液平衡测定及关联

在101.32 kPa下,用CE-2型Othmer汽液平衡釜测定了乙醇-水-1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([mmim]DMP)物系的等压汽液平衡数据;采用UNIFAC方程对实验数据进行了关联。实验结果表明,UNIFAC方程可用于含离子液体物系的汽液平衡的计算;加入离子液体[mmim]DMP使乙醇-水二组分物系的汽液平衡线发生偏离,[mmim]DMP含量越高,汽液平衡线偏离程度越大;[mmim]DMP具有明显的盐析效应,能消除乙醇-水二组分物系的共沸点;[mmim]DMP可作为乙醇-水物系萃取精馏的溶剂。     

吗啉-异丙醇二元体系的汽液平衡数据测定及关联

采用双循环汽液平衡釜测定了吗啉-异丙醇二元体系在常压下的汽液平衡数据。实验数据通过了热力学一致性检验,采用P-T状态方程和Wilson方程关联,获得较满意的结果。     

乙酸甲酯-甲醇含盐体系汽液平衡

测定了0.101MPa压力下乙酸甲酯-甲醇、乙酸甲酯-甲醇-乙酸钾及乙酸甲酯-甲醇-氯化锂体系汽液平衡数据。以Rousseau拟二元体系模型及Furter拟二元体系模型处理溶盐三元体系,并用Van Laar方程、Margules方程及Wilson方程关联无盐及两拟二元体系,得到了较好的结果。     

乙烯与碳四组分的高压汽液相平衡数据的测定及关联

采用高压汽液相平衡装置测定了286.15 K下,乙烯与异丁烷、乙烯与1-丁烯、乙烯与反-2-丁烯和乙烯与顺-2-丁烯的高压汽液相平衡数据;4个二元物系的汽液平衡数据符合热力学一致性检验。采用Peng-Robinson方程对实验数据进行了关联,得到了4个二元物系在286.15 K下的二元交互作用参数。对实验数据进行计算分析的结果表明,4个二元物系的压力平均相对偏差分别为0.31%,0.17%,0.19%,0.27%;气相质量分数的平均相对偏差分别为0.52%,0.60%,0.82%,0.39%;采用Peng-Robinson方程进行拟合计算,得到的汽液相平衡数据与实验值均取得良好的一致性,Peng-Robinson方程可用于乙烯与碳四组分的热力学数据计算。     

乙酸乙酯-乙醇-1-乙基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa 下,用改进的 Othmer 釜测定了含离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF_4)的乙酸乙酯-乙醇物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,加入[EMIM]BF_4使汽液平衡线偏离乙酸乙酯-乙醇二组分物系的汽液平衡线,[EMIM]BF_4含量越高,偏离程度越大;[EMIM]BF_4表现出盐效应,使乙酸乙酯对乙醇的相对挥发度发生改变,消除了乙酸乙酯-乙醇物系的共沸点;[EMIM]BF_4含量越高,盐效应越明显,随[EMIM]BF_4含量的增加,乙酸乙酯对乙醇的相对挥发度增加。[EMIM]BF_4可以作为乙酸乙酯-乙醇物系萃取精馏的溶剂,适宜的[EMIM]BF_4摩尔分数约为20%。     

乙醇-乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺物系等压汽液平衡数据的测定及关联

用泵式沸点仪,在100 kPa下测定了乙醇-N,N-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺二组分物系和乙醇-乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺三组分物系的汽液平衡数据。所测的汽液平衡数据符合热力学一致性。两个二组分物系的活度系数分别用Wilson,NRTL,Margules,van Laar模型进行关联;NRTL模型关联的结果较好,乙醇-N,N-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺二组分物系温度和汽相摩尔分数的平均偏差分别为0.34,0.35 K和0.009 3,0.007 4;用二组分物系NRTL模型参数对所测定的三组分物系数据进行关联,得到汽相组成和泡点。     

异丙醇-水-1-乙基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了含离子液体1-乙基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([EMIM][BF_4])(摩尔分数约为10%,20%,30%)的异丙醇-水物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,加入[EMIM][BF_4],使汽液平衡线偏离了异丙醇-水二组分物系的汽液平衡线,[EMIM][BF_4]含量越大,汽液平衡线偏离程度越大。[EMIM][BF_4]表现出盐效应,使异丙醇对水的相对挥发度发生了改变,消除了异丙醇-水物系的共沸点。[EMIM][BF_4]含量越大盐效应越明显,随[EMIM][BF_4]含量的增加,异丙醇对水的相对挥发度增加。[EMIM][BF_4]可作为异丙醇-水物系萃取精馏的溶剂,适宜的[EMIM][BF_4]摩尔分数约为20%。     

离子液体在萃取精馏领域应用的基础性研究进展

综述了近年来离子液体在萃取精馏领域应用的基础性研究进展。主要介绍了在离子液体中的无限稀释活度系数的测定、汽液平衡的测定、含离子液体物系相平衡与活度系数模型研究以及离子液体萃取精馏的应用。目前离子液体用于萃取精馏存在基础性研究不足、生产成本高和工程应用等方面的问题。