络合萃取分离己烯同分异构体

论文摘要

α-烯烃如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯等,已经广泛应用于醛的生产、溴代烷烃的生产以及作为聚合物生产中的共聚单体,另外也是制造高级增塑剂、合成润滑油等精细化工产品的重要原料,市场需求增长迅速。1-己烯/3-己烯,由于其沸点相近,精馏分离所需的投资占总投资的近一半,且回流比大于100,能耗巨大。因此,迫切需要新型分离技术的研究应用。基于π-络合反应的化学可逆分离过程中,金属离子（主要为Ag+和Cu+）与不同位置的烯烃作用程度不同,从而使各烯烃同分异构体间的相对挥发度改变。因此,以此方法代替传统精馏分离方法存在很大潜力。相关文献集中于应用金属离子（主要为Ag+和Cu+）与烯烃的可逆络合反应（π-络合作用）,分离烯烃与烷烃的混合物。对于不同烯烃之间的分离,特别是沸点相近的同分异构体烯烃之间的分离,国内外报道均不多。对于1-己烯和3-己烯之间的分离,目前也没有加入分离剂的分离技术报道和专利报道。本文尝试研究了络合萃取精馏法体系中己烯同分异构体的分离效果、重点考察了络合萃取分离法体系中己烯同分异构体的分离效果。实验中制备了硝酸银溶于不同溶剂的各种萃取剂体系。重点分析了硝酸银-N-甲基吡咯烷酮体系中,不同银盐浓度、烯烃浓度对分配系数的影响。根据实验结果,确定了可用于1-己烯和3-己烯分离的较好的络合萃取剂。另外,本文尝试了用量子力学Hartree-Fock方法和B3LYP方法模拟计算银离子与不同烯烃络合反应的吉布斯自由能,从而计算关联银离子对己烯同分异构体的分离效果,和实验结果接近。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究意义
• 1.1.1 生产现状
• 1.1.2 分离困难
• 1.2 文献调研
• 1.2.1 金属α-烯烃的成键模型
• 1.2.2 萃取精馏法
• 1.2.3 吸收法
• 1.2.4 吸附法分离
• 1.2.5 膜分离法
• 1.3 论文主要工作
• 第2章 萃取精馏法
• 2.1 化学试剂和仪器
• 2.2 实验过程
• 2.3 分析条件及计算方法
• 2.4 结果讨论
• 2.5 本章小结
• 第3章 络合萃取法
• 3.1 化学试剂和仪器
• 3.2 实验方法
• 3.3 分析方法
• 3.3.1 分析条件
• 3.3.2 数据处理
• 3.4 萃取剂初步选择
• 3.4.1 络合萃取法中不同萃取剂的制备以及对己烯同分异构体分离效果的初步测定
• 3.4.2 制备其他萃取剂的尝试实验
• 3.5 本章小结
• 第4章 银盐-NMP 溶液体系
• 4.1 银盐-NMP 溶液体系的影响因素
• 4.1.1 不同的己烯同分异构体配比对分离效果的影响
• 4.1.2 银盐溶液用量的影响
• 4.1.3 银盐溶液浓度的影响
• 4.2 含添加剂的银盐-NMP 溶液体系的实验结果
• 4 作为添加剂'>4.2.1 NaBF₄作为添加剂
• 4.2.2 三氟乙酸做为添加剂
• 4.2.3 三氟乙酸存在下溶液用量的影响
• 4.2.4 三氟乙酸存在下己烯浓度的影响
• 4.3 1-己烯含量对于银离子活度的影响考察
• 4.4 本章小结
• 第5章 量化计算
• 前言
• 5.1 量化计算包含的计算方法与基组介绍
• 5.1.1 量化计算中常见的方法如表5.1 所示
• 5.1.2 常用基组类型介绍
• 5.2 热力学性质计算方法
• 5.3 量化模拟计算结果
• 5.3.1 计算条件
• 5.3.2 几何构型的优化结果
• 5.3.3 Gaussian 计算烯烃同分异构体及银盐烯烃络合物的物性
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 研究总结
• 6.2 需要进一步开展的工作
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 个人简历