【正文】 液體。近幾年的研究 以此類為主。此外因 AlCl3 遇水會(huì)放出 HCl , 對(duì)皮膚有刺激作用。根據(jù)負(fù)離子的不同可將離子液體分為兩大類 ： 一類是鹵化鹽 ( 正離子仍為上述四種 ) + AlCl3 (其中 Cl 也可用 Br 代替 ) , 例如 [ bmim] Cl — AlCl3也可記為 [ bmim] AlCl4 , 當(dāng) AlCl3的摩爾分?jǐn)?shù) x =0. 5 時(shí)為中性的 , x 時(shí)為堿性的， x 。離子液體是完全由離子組成的在室溫附近呈液體狀態(tài)的熔鹽體系，其分子結(jié)構(gòu)和分子問作用力的特點(diǎn)決定了其獨(dú)特的物理性質(zhì)，例如：蒸氣壓極低、能導(dǎo)電、是許多有機(jī)和無機(jī)物的優(yōu)良溶劑，液體范圍寬達(dá) 300℃ 左右 (水的液體范圍僅為 100℃ )，且具有良好的熱穩(wěn)定性等。 （ 1）離子液體介紹 離子液體即在室溫或室溫附近溫度下呈液態(tài)的由離子構(gòu)成的物質(zhì) , 又稱為室溫離子液體( room temperature ionic liquid) 、室溫熔融鹽 (room temperature molten salts) 、有機(jī)離子液體等 , 目前還無統(tǒng)一的名稱 , 但傾向于簡稱離子液體 [7]。離子液體與有機(jī)組分相溶，不會(huì)在精餾塔板上結(jié)晶析出而堵塞塔板，而且其對(duì)塔板的腐蝕性也可以忽略。這種方法是使用溶鹽作為萃 取劑 ,利用液體分離劑回收循環(huán)方便 , 易于實(shí)現(xiàn)以及鹽增強(qiáng)溶劑的萃取作用的優(yōu)點(diǎn) , 克服了固體鹽回收輸送困難及萃取精餾溶劑效果差、板效率低的缺點(diǎn) ,減少了溶劑比。 北京化工大學(xué) 2 鑒于以上兩種方法的缺點(diǎn)， 人們將兩種方法結(jié)合起來，發(fā)明了加鹽萃取精餾技術(shù) [6]。所以，提高溶劑的效能，減少溶劑用量，對(duì)萃取精餾的廣泛應(yīng)用具有重大意義。由于塔板上液體負(fù)荷大，容易液泛。溶劑用量大使能量消耗大，溶劑損耗也大，從而增加了操作成本。 萃取精餾是目前石油化學(xué)工業(yè)中重要的分離方法之一 ,作為一種分離絡(luò)合物、近沸點(diǎn)混合物及其他低相對(duì)揮發(fā)度混合物技術(shù) ,在石油化學(xué)工業(yè)中的1 ,3丁二烯的分離、芳烴抽提、乙醇 / 水分離、環(huán)己烷提純等過程得到廣泛的應(yīng)用 [3]。選擇合適的溶劑可以增強(qiáng)分離組分之間的相對(duì)揮發(fā)度 ,從而可以使難分離物系轉(zhuǎn)化為容易分離的物系 ,使分離成本降低。 萃取精餾已經(jīng)有五十多年的歷史 ,由于第二次世界大戰(zhàn)期間對(duì)高純度甲苯 (用于制造炸藥 ) 和丁二烯 (用于合成橡膠 ) 的大量需求使萃取精餾成為一個(gè)重要的工業(yè)過程 [2]。 當(dāng)被分離的組分形成共沸物或兩組分的沸點(diǎn)接近時(shí)，用普通精餾方法進(jìn)行分離往往就不可能進(jìn)行或者是分離的不夠完全。 學(xué)號(hào)： 北京化工大學(xué) 碩士研究生學(xué)位論文開題報(bào)告 論文題目：加離子液體萃取相平衡 考核 成績 審核 小組 成員 以及 職稱 姓 名 職 稱 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 審核小組意見： 審核小組組長簽字： 年 月 日 研究生根據(jù)審核小組意見對(duì)開題報(bào)告的改進(jìn)措施： 年 月 日 備注： 北京化工大學(xué) I 目 錄 1．課題來源、項(xiàng)目名稱 .......................................................................................................... 1 2．文獻(xiàn)綜述 ............................................................................................................................ 1 、現(xiàn)狀和前沿發(fā)展情況 ............................................................ 1 萃取精餾 ......................................................................................................... 1 .................................................................................................................... 4 ............................................................................................ 4 ........................................................................................ 6 .....................................................................................................10 ..................................................................................................... 11 3 研究計(jì)劃部分 ......................................................................................................................14 、目的和意義 ....................................................................................14 本課題的主要研究內(nèi)容 .............................................................................................16 ..................................................................................................................16 ...................................................................................................................16 .....................................................................................................17 .....................................................................................................17 北京化工大學(xué) 1 1． 課題來源、項(xiàng)目名稱 課題來源： 中國石化股份有限公司資助項(xiàng)目 項(xiàng)目名稱：加離子液體萃取相平衡 2．文獻(xiàn)綜述 本課題相關(guān)領(lǐng)域的歷史、現(xiàn)狀和前沿發(fā)展情況 萃取精餾 精餾是化工分離過程中最重要的單元操作之一。在進(jìn)行兩組分或者多組分分離時(shí)，通常采用普通精餾的方法 , 但要求欲分離的兩組分揮發(fā)性相差較大 , 或者說相對(duì)揮發(fā)度較大 (經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為相對(duì)揮發(fā)度 [1]。這時(shí)需要借助于特殊精餾 ，萃取精餾和加鹽精餾就是兩種重要的特殊精餾單元操作過程。 萃取精餾通常含義是通過向接近精餾塔的頂部連續(xù)加入比需分離組分相對(duì)揮發(fā)度低的物質(zhì)(溶劑 ) ,以改變塔內(nèi)需要分離組分的相對(duì)揮發(fā)度。因此 ,萃取精餾在近沸點(diǎn)物系和共沸物的分離方面是很有潛力的操 作過程。 萃取精餾的主要缺點(diǎn)是溶劑用量大 [4]，通常溶劑比均在 510 以上。溶劑用量大還使萃取精餾塔內(nèi)液體負(fù)荷高，停留時(shí)間短，板效率低（一般為 2040％ ），這就增加了所需的實(shí)際塔板數(shù)，抵消了由于加入溶劑提高相對(duì)揮發(fā)度而使理論板數(shù)減少的效 果。為避免液泛，需降低塔的允許汽液負(fù)荷，因而降低了塔的生產(chǎn)能力。 加鹽萃取精餾 加鹽精餾是將非揮發(fā)性的鹽加入具有恒沸點(diǎn)的溶液中，通過產(chǎn)生鹽效應(yīng)來影響待分離體系的相對(duì)揮發(fā)度，從而達(dá)到分離的目的，相對(duì)于萃取精餾而言，加鹽精餾對(duì)體系的相對(duì)揮發(fā)度的改變更加顯著，但是存在著鹽的回收，固體物料的輸送困難的問題，同時(shí)加入的鹽容易結(jié)晶從而堵塞管道，因此該方法的發(fā)展受到了限制 [5]。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，溶劑加鹽是萃取精餾溶劑優(yōu)化的一個(gè)重要策略，清華大學(xué)的段占庭教授在上個(gè)世紀(jì) 70年代開發(fā)了加鹽萃取精餾技術(shù)。 溶鹽精餾和萃取精餾的這種完美結(jié)合具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)已為實(shí)踐所證實(shí) . 加離子液體萃取精餾 離子液體作為一種電解質(zhì)所產(chǎn)生的“鹽效應(yīng)”可以改變液體組分的相對(duì)揮發(fā) 度，甚至破壞共沸現(xiàn)象，提高精餾效率。因此，與傳統(tǒng)的加鹽精餾和萃取精餾相比，離子液體的應(yīng)用可能會(huì)對(duì)精餾技術(shù)帶來新的生機(jī)，而且離子液體體系熱力學(xué)性質(zhì)的模型化研究也是強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論的一個(gè)新的課題。 近年來，離子液體作為一種環(huán)境友好的新型反應(yīng)溶劑，其應(yīng)用前景受到了人們的廣泛關(guān)注。 當(dāng)前研究的離子液體的正離子有四類 [ 8 ] : 烷基季銨離子 [ NRx H4 x ] + 、烷基季鏻離子[ PRxH4 x ] + 、 1,3 二烷基取代的咪唑離子或稱 N , N′ 二烷基取代的咪唑離子 , 簡記為 [R1R3 im] +， 若 2 位上還有取代基 R2 , 則簡記為 [ R1R2R3 im] + 、 N 烷基取代的吡啶離子記為 [RPy] + 。此類離子液體具有離子液體的許多優(yōu)點(diǎn) , 其缺點(diǎn)是對(duì)水極其敏感 , 要完全在真空或惰性氣氛下進(jìn)行處理和應(yīng)用 , 質(zhì)子和氧化物雜質(zhì)的存在對(duì)在該類離子液體中的化學(xué)反應(yīng)有決定性的影響。 另一類離子液體 , 也被稱為新離子液體 , 是在 1992 年發(fā)現(xiàn) ,[EMIM] BF4的熔點(diǎn) 為 12 ℃ , 這類離子液體不同于 AlCl3離子液體 , 其組成是固定的 , 而且其中許多品種對(duì)水、對(duì)空氣是穩(wěn)定的 ，因此近幾年取 得令人驚異的進(jìn)展 。其正離子多為烷基取代的咪唑離子 [R1R3 im] + , 如 [bmim] + , 負(fù)離子多用 BF4 、