加盐萃取精馏分离正庚烷-苯非极性体系的研究

摘要

本文以正庚烷－苯非极性体系为例进行研究，提出DMF溶剂加盐萃取精馏去除苯中的烷烃等杂质。通过DMF加KSCN分离正庚烷－苯非极性体系的汽液平衡实验，考察盐的类型、盐的质量分数、温度、溶剂体积比等因素对体系汽液相平衡的影响；通过加盐萃取精馏工艺实验，考察盐的质量分数、溶剂比、溶剂的滴加方式等因素对釜液中正庚烷含量的影响。实验结果表明：当连续滴加萃取剂，V(萃取剂)：V(原料)为1.2，KSCN的质量分数为12％时，经加盐萃取精馏分离正庚烷体积分数为10％的原料液时，塔顶馏出物中正庚烷的质量分数可达95％，塔釜液中正庚烷的质量分数可降低到0.8％在以上实验的基础上，对DMF加盐萃取精馏分离正庚烷－苯非极性体系进行了理论上的说明；并将天津大学潘晓梅提出的汽液相平衡模型运用于正庚烷－苯这一非极性体系上。

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第1章绪论

1.1课题背景及其意义

1.2盐效应

1.3盐效应的应用

1.3.1溶盐精馏

1.3.2加盐萃取精馏

1.3.3加盐萃取

1.3.4其它联合过程

1.4加盐萃取精馏特点及关键

1.4.1加盐萃取精馏的特点

1.4.2加盐萃取精馏技术的关键

1.5加盐萃取精馏的研究现状及发展趋势

1.6本文的主要工作

第2章加盐萃取精馏的理论基础

2.1萃取精馏原理

2.2萃取剂作用机理

2.2.1物理作用

2.2.2络合作用

2.3萃取剂的选择方法

2.3.1定性判断

2.3.2定量估算

2.3.3实验测定

2.3.4计算机辅助分子设计技术

2.4盐效应理论

2.4.1静电作用理论

2.4.2 Pitzer电解质溶液理论

2.4.3离子水化理论

2.4.4范德华力理论

2.4.5内压力理论

2.4.6定标粒子理论

2.4.7水合作用理论

2.5盐效应对汽液相平衡的影响

2.6盐效应对液液相平衡的影响

2.7汽液平衡盐效应模型

2.7.1经验的、简化的模型

2.7.2经典电解质溶液理论模型

2.7.3近代统计力学理论模型研究

2.7.4分子模拟模型

2.8盐的选择

2.9本章小节

第3章实验部分

3.1概述

3.2实验试剂、仪器及检测

3.2.1实验试剂

3.2.2实验仪器

3.2.3实验检测

3.3实验过程

3.3.1校正因子的测定

3.3.2实验装置的验证

3.3.3实验步骤

3.4汽液平衡实验

3.5加盐萃取精馏实验

3.5.1实验装置

3.5.2实验过程

3.5.3各因素对液相中正庚烷含量的影响

3.6加盐萃取精馏工艺实验

3.7正庚烷－苯非极性体系加盐萃取精馏工艺流程的提出

3.7.1工艺流程图

3.7.2工艺流程简述

3.8本章小节

第4章DMF+KSCN萃取精馏理论分析及盐效应数学模型

4.1 DMF+KSCN溶剂加盐的理论分析

4.1.1溶剂与正庚烷－苯组分的相互作用

4.1.2盐与正庚烷－苯两组分的相互作用

4.1.3加盐的极性溶剂与正庚烷－苯组分的相互作用

4.2正庚烷-苯体系汽液平衡盐效应数学模型的研究

4.2.1盐效应模型的提出

4.2.2盐效应模型的验证

4.3盐效应分离作用理论预测

4.3.1溶剂化理论

4.3.2溶剂化自由能的计算

4.4本章小节

第5章结论与建议

5.1结论

5.2创新点

5.3建议

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致 谢