离子液体复配溶剂用于分离丙烯/丙烷的实验研究
在工业生产中，深冷分离法是丙烯/丙烷分离的主要方法。深冷分离法能够对丙烯/丙烷进行有效的分离，但是存在着设备投资大，生产流程能耗高的问题，不利于产业发展。吸收分离法本身具有吸收效率高，能耗和成本低的特点，是最有希望替代深冷分离法的技术之一。但传统的吸收分离法，主要使用有机溶剂作为吸收剂，容易造成气相污染，且其本身损失率也较高，使得工业应用受到限制。离子液体具有热稳定性优良，饱和蒸汽压低等优点，使得其在吸收分离法的应用中获得了关注。 本文合成了两种亚铜基离子液体[BMIM]Cl-CuCl和[BMIM]SCN-CuSCN并将两种离子液体分别与乙醇胺、甲苯和乙二醇进行复配，获得6类复配溶剂，并对每一类复配溶剂配制了多种不同比例和浓度的吸收剂，用以测定温度范围298-318K，压力范围0.1-0.7MPa下，复配溶剂对丙烯/丙烷的吸收分离性能。实验发现，与甲苯进行复配的离子液体对丙烯具有最好的吸收能力，与乙醇胺进行复配的离子液体在提升对丙烯的吸收性能的同时，也保留了比较好的分离性能。对离子液体和乙醇胺的复配体系进行了进一步的研究，选择了性能优秀的[BMIM]Cl-CuCl-MEA进行进一步研究。结果显示，其对丙烯/丙烷的吸收分离性能随复配比的增加而提高，但当复配比超过5∶1时，吸收性能反而开始下降。 通过对离子液体复配溶剂进行再生循环实验，检验其再生性能。实验中进行5次循环，发现再生循环后的吸收剂与新鲜吸收剂的性能相差无几，证明这种复配溶剂有循环利用的能力。 本文还测试了[BMIM]Cl-CuCl-MEA在298K下，气相总压0.2-0.4MPa，丙烯的摩尔分数为50％-80％的条件下，对丙烯/丙烷的吸收分离性能。实验结果显示，[BMIM]Cl-CuCl-MEA对丙烯/丙烷的分离性能良好，加大Cu(Ⅰ)浓度，降低气相总压，可以提升吸收剂对丙烯/丙烷的分离性能。在298K，0.2MPa的条件下，复配比为5∶1的[BMIM]Cl-CuCl-MEA对混合气体的分离性能最好，在丙烯的摩尔分数为80.3％时，对丙烯/丙烷的分离系数可达44.1。
丙烯分离;丙烷分离;离子液体;复配溶剂
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
陈晓春
2017
中文
TQ028.1
91
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）