萃取精馏分离环己烷-乙醇共沸体系的模拟
2021-02-10丁忠瀚李文秀张志刚
沈阳化工大学学报 2021年4期
丁忠瀚,李文秀,张 羽,曹 颖,张志刚,张 弢
(沈阳化工大学 化学工程学院, 辽宁 沈阳 110142)
环己烷和乙醇是重要的基础化工原料和有机溶剂,它们的混合物被广泛应用于有机合成和医药等领域[1].常压下环己烷和乙醇会形成二元共沸物(环己烷质量分数为69.5%,共沸点是64.9 ℃)[2],因此采用普通的精馏方法无法对二者进行有效分离.
目前,针对共沸体系的分离,主要分离方法有加盐萃取精馏[3]、变压精馏[4-5]、共沸精馏[6]和萃取精馏[7]等.加盐萃取精馏虽然能够破坏共沸体系的平衡,但是含盐萃取剂回收困难,并且对设备腐蚀性较大[8];变压精馏存在设备复杂、成本高等缺点;共沸精馏存在能耗大、共沸剂用量多、且回收困难等缺点;萃取精馏具有分离效率高、操作方便、萃取剂易回收等优点[9-10].萃取精馏最关键步骤是选择高效的萃取剂.近年来,离子液体作为一种新型绿色溶剂,相对于传统萃取剂具有分离效果好、溶剂比小、性质稳定、易回收等优势,逐渐被研究人员所重视[11-14].
离子液体种类繁多,通过实验筛选合适的离子液体作为萃取剂工作量巨大.因此,适宜的模拟计算预测指导萃取剂的筛选尤为重要.COSMO-RS模型是由Klamt等[15-17]在量子化学基础上提出的对真实溶液的流体平衡的模型.Li等[18]通过COSMOthermX软件,筛选离子液体作为萃取剂用于分离乙腈-水共沸物系,研究表明预测结果包括共沸点都与实验保持一致.刘潜等[19]通过实验表明COSMOthermX软件模拟筛选结果与实验结果相吻合,具有较高……
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