糠醛复合溶剂萃取/萃取精馏分离苯—正庚烷的研究

论文摘要

苯是一种重要的基础化工原料,可用来合成多种精细有机化工中间体,其主要来源为石油苯、焦化苯,由于石油苯在全球市场上供不应求,且成本较高,使得焦化苯的生产受到愈来愈多的重视。加氢精制后的焦化苯中主要的杂质是正庚烷、环己烷等烷烃,占杂质的90%以上。由于这些杂质与苯沸点相近,难以用常规精馏方法进行分离。对于苯中的杂质的脱除常用的方法有共沸精馏、萃取精馏等,但都有其各自的缺点。盐效应分离是继萃取精馏、共沸精馏等特殊精馏方法之后分离分离因子趋近于1混合物的又一种方法。它是将盐加入到溶液中时,由于盐与待分离各组分分子的相互作用不同,使平衡组成发生变化,导致分离因子远离1,从而实现混合物的分离。与萃取精馏、共沸精馏相比,盐效应分离只需添加少量固体盐,即可达到较好的分离效果。本文以糠醛为溶剂选择加盐萃取及加盐萃取精馏对分离苯和正庚烷展开了研究。采用糠醛加硫氰酸钾为复合溶剂加盐萃取分离苯—正庚烷实验结果表明:溶剂比为1.0～2.0:1,硫氰酸钾浓度为5.0%～10%（质量分数）时分离效果最佳。硫氰酸钾的加入可以使正庚烷的分配比由2.71增加到11.54,同时溶剂的选择性系数也由3.44增加到6.0。采用五级错流萃取分离苯和正庚烷,可以得到纯度高达99.21%的正庚烷馏分。通过加盐萃取蒸馏实验考察了溶剂类型、溶剂比、盐类型等因素对苯和正庚烷相对挥发度的影响。实验结果表明,采用糠醛复合溶剂,溶剂比为1时,正庚烷对苯的相对挥发度提高到2.243,较单一糠醛溶剂时提高了0.411。由此表明加盐萃取精馏比普通的萃取精馏其分离效果具有明显的优势。在实验的基础上,本文采用Tan-Wilson模型对苯-正庚烷-糠醛-硫氰酸钾体系汽液平衡数据进行关联,得到了很好的效果,均方差仅为0.0083。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 盐效应理论
• 1.2.1 盐效应
• 1.2.2 盐效应理论研究现状
• 1.3 盐效应的应用
• 1.3.1 溶盐精馏
• 1.3.2 加盐萃取
• 1.3.3 加盐萃取精馏
• 1.4 本文主要工作
• 第2章 加盐萃取分离苯和正庚烷
• 2.1 实验仪器及药品
• 2.2 实验装置、步骤及样品检测
• 2.2.1 实验装置和步骤
• 2.2.2 样品检测
• 2.3 加盐萃取实验结果及分析
• 2.3.1 溶剂的选择
• 2.3.2 盐含量的影响
• 2.3.3 溶剂比的影响
• 2.3.4 糠醛加盐复合溶剂对萃取分离的影响
• 2.3.5 多级错流萃取实验
• 2.3.6 多级逆流加盐萃取实验
• 2.4 本章小结
• 第3章 加盐萃取精馏分离苯和正庚烷
• 3.1 实验仪器及药品
• 3.2 实验步骤
• 3.3 实验结果与分析
• 3.3.1 溶剂的选择
• 3.3.2 盐的种类选择
• 3.3.3 糠醛加硫氰酸钾复合溶剂萃取精馏实验
• 3.4 实验数据关联
• 3.4.1 活度系数的计算
• 3.4.2 苯-正庚烷汽液平衡数据关联
• 3.4.3 苯-正庚烷-糠醛汽液平衡数据关联
• 3.4.4 苯-正庚烷-糠醛-KSCN汽液平衡数据关联
• 3.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢