甲基丙烯酸甲酯-甲醇体系的双溶剂萃取

针对甲基丙烯酸甲酯（MMA）-甲醇共沸体系,常规精馏难以分离。提出采用己烷-水双溶剂体系萃取分离MMA的新工艺。测定了不同温度下MMA（1）+甲醇（2）+正己烷（3）+水（4）、MMA（1）+甲醇（2）+环己烷（3）+水（4）两个体系的相平衡数据,考察了不同温度下溶剂正己烷/环己烷、水的用量对萃取分配系数和选择性系数的影响。在实验数据的基础上,进一步采用UNIQUAC模型对该体系的相平衡进行了拟合,获得了模型参数。     

聚甲氧基二甲醚+水+正己烷三元体系的液液相平衡

聚甲氧基二甲醚(PODEn)是一种极具应用前景的清洁柴油调和组分。研究了293.15 K、常压下PODE_1+水+正己烷、PODE_2+水+正己烷、PODE_3+水+正己烷、PODE_4+水+正己烷这4组三元体系的液液相平衡。PODE_(1-4)组分的萃取选择性系数S远大于1,表明正己烷作为萃取剂从水溶液中萃取PODE_(1-4)是可行的;经Hand结线关联检验,各体系的相平衡数据具有较高的一致性;采用NRTL和UNIQUAC热力学模型对相平衡数据进行拟合,均方根差计算(RMSD)结果和三元相图分析结果表明NRTL和UNIQUAC都能较好地描述三元体系的液液相平衡。     

加盐萃取-精馏耦合分离甲醇-甲苯的工艺研究

研究了加盐萃取分离甲醇-甲苯共沸体系,考察了盐水种类、用量、质量分数及萃取温度等因素对萃取效果的影响,计算了在各种萃取条件下甲醇和甲苯的分配系数。实验结果表明:CaCl2水溶液的萃取效果最好,在CaCl2水溶液质量分数为0.35、萃取温度40℃、溶剂比(体积比)1.5∶1的条件下,甲醇的分配系数为2.32,选择性系数为18 200。基于以上实验数据,回归得到了萃取液液相平衡常数与萃取温度关联式的模型参数。在此基础上,提出了加盐萃取-精馏耦合分离甲醇-甲苯3塔工艺流程,并利用Aspen Plus软件中的Extract模拟萃取塔、RadFrac模拟精馏塔,选用NRTL-HOC和ELECNRTL热力学模型,对提出的工艺进行模拟计算,得到了合适的工艺操作条件。模拟结果表明:当萃取塔理论板数为5块;甲醇回收塔理论板数为21块、回流比为1.8;甲苯回收塔理论板数为28块、回流比为2.4时,分离得到的甲醇和甲苯的质量分数分别为0.996和0.997。     

聚甲氧基二甲醚+水+正己烷三元体系的液液相平衡

聚甲氧基二甲醚（PODE_n）是一种极具应用前景的清洁柴油调和组分。研究了293.15 K、常压下PODE₁+水+正己烷、PODE₂+水+正己烷、PODE₃+水+正己烷、PODE₄+水+正己烷这4组三元体系的液液相平衡。PODE₁-4组分的萃取选择性系数S远大于1,表明正己烷作为萃取剂从水溶液中萃取PODE_1-4是可行的;经Hand结线关联检验,各体系的相平衡数据具有较高的一致性;采用NRTL和UNIQUAC热力学模型对相平衡数据进行拟合,均方根差计算（RMSD）结果和三元相图分析结果表明NRTL和UNIQUAC都能较好地描述三元体系的液液相平衡。     

基于CPA状态方程计算天然气-甲醇-水气液相平衡

采用考虑了极性分子间氢键缔合作用的立方型附加缔合项(CPA)状态方程计算了天然气-甲醇-水体系气液相平衡。根据实验测试的甲烷-水、乙烷-水、丙烷-水、正己烷-水、甲醇-水二元体系气液相平衡实验数据,拟合了CPA状态方程中甲烷、乙烷、丙烷、正己烷、甲醇与水的二元交互作用系数,提出了与烷烃摩尔质量相关的烷烃-水二元交互作用系数关联式。在此基础上,预测了天然气-甲醇-水多组分体系的气液相平衡。结果表明:在温度为283—298 K,压力为5.86—34.34 MPa的范围内,预测的气相水含量、甲醇含量与实验值之间的平均相对偏差分别为5.55%和8.09%。CPA状态方程不仅为准确预测天然气-甲醇-水体系的气液相平衡提供了依据,还可应用于其他含极性物质体系的热力学物性参数和相平衡的计算。     

甲基环己烷--正庚烷--混合溶剂体系的 相平衡及溶剂抽提性能

测定了甲基环己烷-正庚烷-混合溶剂(环丁砜/苯甲醇及环丁砜/N-甲基-吡咯烷酮)体系在(35±0.1)和(45±0.1)C下的液液分层曲线及各体系的结线数据,并计算得到了混合溶剂的选择性、溶解度等数据.初步讨论了以上混合溶剂体系萃取分离甲基环己烷与正庚烷的基本性能.结果表明,同一温度下质量组成相同的环丁砜/苯甲醇混合溶剂体系的选择性、溶解度等均较环丁砜/N-甲基-吡咯烷酮混合溶剂体系为优.结合25C时的数据,考察了温度对这些溶剂体系的选择性、溶解度等的影响,表明升高温度能提高溶剂的溶解能力,而选择性则有所降低.     

环己烷-乙醇-离子液体液液相平衡数据测定及关联

环己烷-乙醇是化工生产中常见的共沸体系,溶剂萃取是分离环己烷-乙醇的重要途径。在常压,303.15 K实验条件下,以[EMIM][OTF](1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐)、[EMIM][SCN](1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐)、[EMIM][DCA](1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐)3种离子液体为萃取剂,测定环己烷-乙醇的液液相平衡数据。利用分配系数和选择性评价不同离子液体的萃取性能。此外,根据Othmer-Tobias和Hand方程对相平衡实验数据进行一致性和可靠性校验。最后,采用Aspen Plus软件选择NRTL模型对相平衡数据进行关联,获得二元交互作用参数,并将其用于计算相应的相平衡组成。通过研究发现,计算值和实验值的均方根偏差小于0.02,表明NRTL模型能够准确描述三元相平衡过程。     

正己烷–异丙醇共沸体系液液相平衡数据测定及关联

为了给溶剂萃取分离正己烷–异丙醇混合物的过程设计和流程模拟计算提供基础数据,以二甲亚砜、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、乙腈、糠醛和N,N-二甲基甲酰胺为萃取剂,测定了30℃下萃取分离正己烷–异丙醇混合物的液液相平衡数据,并利用分离因子评价不同萃取剂的萃取分离性能。根据Hand方程对实验数据进行一致性和可靠性检验,拟合方程的相关系数都在0.98以上。随后,采用Aspen Plus软件选取NRTL活度系数模型对相平衡数据进行关联,得到相应的二元交互作用参数,并以此计算相应的相平衡组成。结果显示,计算值和实验值的均方根偏差小于1.0%,表明NRTL模型能够准确描述三元体系的液液相平衡。     

加盐萃取-精馏耦合分离苯-环己烷共沸物

采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)+硫氰酸钾(KSCN)萃取分离苯-环己烷共沸物,并用常规间歇精馏处理富含苯的萃取液。考察了不同溶剂与原料液的体积比、盐质量分数对该体系分配系数及选择系数的影响,并进行了多级错、逆流萃取实验及精馏实验。实验结果表明:7级错流萃取可得摩尔分数大于97%(脱溶剂摩尔分数)的环己烷;5级逆流可得摩尔分数大于75%(脱溶剂摩尔分数)的环己烷;精馏后的萃取液,苯摩尔分数可达98%以上,DMF+KSCN摩尔分数可达96%以上。加盐萃取-精馏耦合分离苯-环己烷共沸物可得到令人满意的分离效果,是一种绿色节能的新方法。     

生物柴油体系液液相平衡研究

通过恒温振荡-静置的方法,采用高温气相色谱来测定体系相平衡数据,测得了常压下三元体系(棕榈酸甲酯-甲醇-水)在不同温度下的相平衡数据。通过Aspen Plus化工模拟软件,采用NRTL,UNIQUAC活度系数模型对上述实验数据进行了关联,回归得到了不同体系各物质间的二元相互作用参数,回归结果表明,NRTL和UNIQUAC模型可用于描述生物柴油多组分体系的液液相平衡关系,为工厂流程模拟计算提供了依据。     

正己烷+苯甲醇,甲基环己烷+苯甲醇及甲基环戊烷+苯甲醇体系汽液平衡数据的测定与关联

使用Ellis汽液平衡釜测定常压下正己烷+苯甲醇,甲基环己烷+苯甲醇和甲基环戊烷+苯甲醇体系的汽液平衡数据,并对实验数据进行了热力学一致性检验,结果表明数据通过检验;此外,利用Wilson方程对实验数据进行关联,关联结果与实验数据吻合较好。基于关联的二元交互作用参数,本文借助流程模拟软件Aspen Plus,以苯甲醇为萃取剂,对正己烷+甲基环己烷和正己烷+甲基环戊烷两个体系进行萃取精馏模拟计算。结果表明,苯甲醇可作为正己烷+甲基环己烷分离的萃取剂,但不适于作为萃取剂分离正己烷+甲基环戊烷共沸体系。     

水-苯酚-碳酸二甲酯-正己烷液液相平衡的测定与关联

用绿色溶剂碳酸二甲酯（DMC）萃取苯酚废水消除二次污染问题。研究了20℃下的三元体系DMC-水-苯酚和四元体系DMC-正己烷-水-苯酚的液液萃取相平衡,用UNIFAC模型计算了DMC在液相中的活度系数。结果表明,苯酚在有机相和水相间的分配系数为常数,不随着水相苯酚浓度变化。当有机相初始DMC浓度不同时,分配系数不同,萃取溶剂相中初始DMC体积浓度由50％增加到80％时苯酚的分配系数由10增加到19左右。定义了新UNIFAC基团OCOO,用最小二乘法回归得到了OCOO与CH2、H2O、ACH、ACOH等基团间的相互作用参数。对三元和四元体系的液液相平衡进行了预测,结果表明得到的相互作用参数可以较好地对液液相平衡进行推算。     

混合溶剂抽提甲基环己烷的溶剂性能

采用浊点法测定了甲基环己烷-庚烷-单-溶剂（N-甲基-吡咯烷酮,NMP）或混合溶剂（N-甲基-吡咯烷酮＋环西砜、苯甲醇＋环丁砜）的三元或四元体系在（25±0．1）℃下的液液分层曲线．结合体系的物性（如折光指数或比重）测定了各体系的结线数据．由实验数据计算得到的选择性系数、溶解度和容量等数据,可以初步评价单一溶剂以及混合溶剂体系萃取分离烷烃与环烷烃的基本性能．研究发现单一纯溶剂的选择性系数较小,但与环丁砜组成混合溶剂体系能在一定范围内提高选择性系数．苯甲醇与环丁砜混合溶剂体系的选择性系数、溶解度和容量优于相同质量组成的N-甲基-吡咯烷酮与环丁砜混合溶剂体系．     

多级错流萃取分离丙酸甲酯-甲醇-水体系的模拟及实验研究

设计了丙酸甲酯-甲醇-水体系错流萃取分离工艺,通过实验选择了丙三醇-水的复合溶剂作为分离丙酸甲酯-甲醇-水体系的最佳萃取剂。以UNIQUAC方程为计算活度系数模型,采用色谱法测定了甲醇在丙三醇中的无限稀释活度系数,并运用单参数法计算了UNIQUAC方程中的相互作用参数。采用相分配系数和物料平衡方程对整个错流萃取过程进行了模拟计算。实验及模拟结果表明:当静置时间为20min,萃取剂中水与丙三醇的体积比为1.0,溶剂比为1.5时,经过三级错流萃取,丙酸甲酯的质量分数达到99.5%以上,收率达98%,且实验值和模拟值之间基本一致。     

合成麝香双液相萃取结晶溶剂研究

对组分处于低共熔点的麝香体系提出了一种新的萃取方法———双液相萃取结晶。利用修正的UNIFAC模型对麝香在不同溶剂中的平衡数据进行预测,根据相平衡数据对各种溶剂进行比较,从理论上筛选出麝香体系合适的萃取溶剂,再进行实验验证。结果表明,麝香混合物在加入2种溶剂(乙腈+环己烷)完全溶解后,出现明显的分相,在不同的相中麝香的比例均比初始比例发生了很大的变化,得到了理想的富集,这样就使每种麝香更容易分离。     

甲醇(水)-正己烷-菜籽油拟三元体系的液液平衡测定

通过测定0、20、40℃下甲醇(水)-正己烷-菜籽油拟三元体系的液液平衡数据,绘制出分配比(油在正己烷相中的浓度/油在甲醇相中的浓度)曲线,三元平衡相图及各实验温度下的平衡联结线,并对相平衡数据进行了经验关联。0～40℃间分配比约为120～140,说明油很容易用正己烷把它从甲醇相中提取出来。     

丁酮-水-丙三醇三元体系液液平衡数据的测定与关联

为了给以丙三醇为溶剂萃取分离丁酮-水体系的过程设计和流程模拟计算提供基础数据,在常压,20,40,60℃下,测定了丁酮-水-丙三醇三元体系的液液平衡数据,得到了三元体系的共轭相组成并由此绘得相平衡曲线。实验数据用UNIQUAC和NRTL模型进行了关联,利用关联出的模型参数计算了相应的液相组成,并与实验值比较,其平均偏差小于0.003 8,计算值与实验数据吻合良好。求得了溶剂对溶质的选择性系数,验证了丙三醇是液液萃取分离丁酮-水的良好溶剂。     

苯,环己烷,N,N-二甲基甲酰胺和硫氰酸钾四元体系液液平衡测定及关联

以正丁醇为内标物,用气相色谱测定了苯+环己烷+N,N-二甲基甲酰胺(DMF)+硫氰酸钾(KSCN)四元体系在大气压下,298.15 K和303.15 K时的液液平衡数据。通过平衡数据计算了DMF+KSCN混合萃取剂对苯的选择性系数和分配系数,该混合萃取剂选择性系数范围为1.5~10.3。实验结果表明,选择性系数随着萃余相中苯含量的增大而减小;随着混合溶剂中KSCN含量的增加而增大。平衡数据采用Othmer-Tobias方程进行关联,计算的Othmer-Tobias方程的标准偏差为0.05~0.09,相关系数接近于1,说明该关联式可以很好的描述实验数据。鉴于DMF+KSCN混合溶剂表现出较高的选择性,该溶剂可作为一种潜在的萃取剂用于分离苯和环己烷混合物。     

聚甲氧基二甲醚+水+环己烷+氯化钠四元体系的液液平衡研究

聚甲氧基二甲醚(DMM_n)是一种低分子缩醛类聚合物,被认为是新型环保柴油添加剂。研究了常压下,293.15 K和308.15 K时DMM_1~4+水+环己烷+氯化钠体系的液液相平衡。经Eisen-Joffe方程关联检验,各体系的液液平衡数据具有良好的一致性。在氯化钠盐析作用下,体系油水分离效果得到明显的改善,DMM_1~4的分配系数均大于1;当NaCl的含量为10%(质量)时,有机相中的水可忽略不计。对平衡数据采用NRTL和CHEN-NRTL热力学模型关联拟合,结果表明CHEN-NRTL模型更适用于描述此体系在研究温度下的液液平衡关系。实验数据以及拟合得到的模型参数将为DMM_n的产物萃取及精馏的过程模拟提供有效参考。     

偏三甲苯-正辛烷-(环丁砜+N-甲酰吗啉)液-液相平衡研究

在70℃下采用浊点法分别测定了不同质量比的环丁砜和N-甲酰吗啉溶剂与偏三甲苯-正辛烷四元体系液-液相平衡数据,得到体系的液-液分层曲线和结点数据,并用液-液分层曲线和体系物性(折光率、相对密度)相结合的方法对平衡数据进行了分析。结果表明:4种溶剂均具有较高溶解能力,其次序为:1#溶剂>2#溶剂>3#溶剂>4#溶剂,3#溶剂同时还具有较高的选择性,适合萃取偏三甲苯-正辛烷混合溶液。研究结果可以为溶剂抽提过程相平衡数据库提供基础数据,并为重芳烃抽提的溶剂选择提供参考。