基于离子液体在丙烯丙烷分离中的研究--学位论文（最终版） ㊣ 精品文档 值得下载

升至后，对丙烯的物理吸收作用开始显示出来，此时增大气相压力，丙烯的吸收量仍然会持续增加，但是增长率会略低于低压下的增长率。

在，下，对丙烯气体吸收性能最好，吸收量达到。

对丙烯和丙烷的吸收性能有明显的差异。

随着气相压力的增大，对丙烷的吸收量也会逐渐增大，但是此过程中的增加幅度远不如对丙烯增加的效果明显。

这是因为丙烷在中溶解量相对较小，且主要为物理吸收，因此增大压力对丙烷的吸收量并不如对丙烯的显著。

在，下，这四种吸收剂对丙烷的吸收量均维持在左右。

温度对复配溶剂吸收性能的影响温度通常是影响吸收剂对气体吸收性能的重要因素。

般情况下，高温环境会使溶剂对气体的吸收量下降。

为了探究温度对为了探究温度对吸收性能的影响，在下，选用，测定复配溶剂对丙烯和丙烷的吸收量。

实验结果如下图所示。

图不同温度下，对丙烯和丙烷的吸收性能第三章离子液体对丙烯和丙烷吸收性能和分离性能的研究表不同温度下，在对丙烯和丙烷的吸收数据由图可知，温度对气体在中的溶解量有较大影响。

吸收剂对丙烯的吸收量与温度呈负相关，在下，对丙烯达到最大，为。

这是因为对丙烯的吸收过程中化学络合吸收起主要作用，当温度升高时，和咪唑阳离子烷基侧链与丙烯之间的络合作用受到抑制，所以对丙烯的吸收量降低由于反应过程中形成的络合键并不稳定，部分络合键也会由于温度身高而被破坏掉，也会导致对丙烯的吸收量减少此外，对丙烯的吸收过程中物理吸收虽然起辅助作用，但是温度升高同样会造成对丙烯的吸收量下降。

通过比较温度对复配溶剂吸收丙烯和丙烷性能，发现温度对丙烷在复配溶剂中的溶解量的影响相对较小。

在，下，对丙烷的吸收量仅为。

这是因为对丙烷的吸收过程主要依靠物理作用，当温度变化时，对丙烷的吸收量尽管也有影响，但是非常微弱。

对丙烯和丙烷分离性能预测为了研究对丙烯和丙烷的分离选择性，首先考察在相同温度压力下对丙烯和丙烷的吸收性能，然后预测在实际情况下对丙烯和丙烷模拟气的分离性能。

在下，通过计算对丙烯和丙烷的吸收量，获得丙烯和丙烷的分离比，如下图所示。

第三章离子液体对丙烯和丙烷吸收性能和分离性能的研究图下，对丙烯和丙烷的分离性能由图可知，下，对丙烯和丙烷的选择性，与浓度呈正相关，并且在浓度较低的情况下有明显的提高与压力呈负相关，在压力较低的情况下，分离效果较好。

这是因为，对丙烯主要为化学吸收作用，对丙烷为物理吸收作用。

在低压下，对丙烯的吸收作用远高于对丙烷，因而选择性较高，当压力升高后，物理吸收开始显现出来，占重要地位，导致选择性的降低。

图时，对丙烯和丙烷的分离性能由图可知，对丙烯和丙烷的选择性随温度升高而降低。

这是因为，对丙烯主要为化学吸收作用，对丙烷第三章离子液体对丙烯和丙烷吸收性能和分离性能的研究为物理吸收作用，可能高温环境破坏了与丙烯之间的化学键，降低了化学吸收作用，虽然温度升高同样降低了物理吸收的作用，但是远没有化学吸收作用那么明显。

所以，对丙烯和丙烷的选择性随温度升高而降低。

两类吸收剂的再生循环利用离子液体的价格高昂，为了降低生产成本和提高使用效率，因此需对溶剂的再生循环利用性能作进步研究。

在，下，选用再生后的和，对丙烯和丙烷进行吸收性能的测试，根据吸收性能进步研究溶剂的再生性能。

两类吸收剂的再生温度为确定溶剂的再生温度，选取质量比的和与丙烯和丙烷充分接触反应，并对两类反应后的溶剂进行减压升温处理。

两类溶剂的再生温度的确定以与丙烯充分反应的为例，将反应后的置于旋转蒸发仪中，首先在常温下减压蒸馏，此时会大量气泡涌出，这是因为有丙烯从中解吸出来。

直至不再有气泡生成，继续将温度升高，等水浴锅中温度平稳后，观察中是否有气体冒出，若是有新的气泡生成，则继续旋蒸，并重复上述步骤若是无新的气泡生成，则此时的温度，为的最低再生温度。

通过实验研究发现，，对丙烯的最低再生温度分别为˚，˚同理可得，对丙烷的最低再生温度分别为˚，˚。

两类吸收剂的再生循利为确定两类离子液体的再生循环性能，对已经进行吸收测试实验的两类溶剂和分别在各自的再生温度下，减压旋蒸，就可以得到再生后的溶剂。

为了考察吸收剂的再生性能，在下，对再生后溶剂进行次循环利用实验。

第三章离子液体对丙烯和丙烷吸收性能和分离性能的研究图下，再生吸收剂对丙烯和丙烷的吸收性能图下，再生吸收剂对丙烯和丙烷的吸收性能由图和图可知，再生后的对丙烯的吸收量与新鲜的对丙烯和丙烷的吸收量几乎相同，且随着再生次数增加，对丙烯和丙烷的吸收性能有所降低。

在，下，再生后的对丙烯和丙烷的吸收量，与新鲜的对丙烯和丙烷的吸收量基本相同。

但是当压力升高至后，再生后的对丙烯和丙烷的吸收量相对于再生次数相同的对丙烯和丙烷的吸收量有明显的下降。

这是因为随着再生次数的增加，复配第三章离子液体对丙烯和丙烷吸收性能和分离性能的研究溶剂中有微量吡啶挥发，降低了单位体积吸收剂中自由的数量。

此外，再生过程中也会有少量被氧化，也会从而导致对丙烯的吸收量下降。

对丙烷的吸收的吸收作用主要为物理吸收，虽然浓度和数量对溶剂吸收丙烷的无明显影响，但是再生过程中，吡啶溶液有少量的损失，导致对丙烷的吸收量下降。

本章小结在本章中，研究多种单离子液体，含的离子液体以及含的离子液体与有机溶剂的复配溶液对丙烯和丙烯吸收性能。

并根据溶剂种类的不同，考察了相关因素对溶剂吸收气体性能的影响。

此外，根据溶剂对丙烯和丙烷吸收性能的测试结果，本课题对基离子液体和复配溶液对丙烯和丙烷混合气体的分离性能做了预测，具体结论如下考察六种咪唑类离子液体对丙烯和丙烷的吸收性能，发现阴离子结构会影响对丙烯和丙烷的吸收效果。

研究结果显示在下，对丙烯和丙烷的吸收性能最好。

这是因为，离子液体对气体的吸收性能与阴离子种类有关，且在阳离子形成的配位作用较弱时，阳离子可以与气体分子间形成较强的作用力。

将溶入六种咪唑类离子液体，用于丙烯和丙烷的吸收实验，发现只有在中，与离子液体发生协同作用。

测试对丙烯和丙烷的吸收性能，发现相同温度下对丙烯和丙烷的吸收性能，与压力和浓度呈正相关。

但是压力和浓度对吸收丙烯性能的影响明显高于吸收丙烷的性能。

这是因为对丙烯的吸收过程中化学吸收起主要作用，对丙烷的吸收过程中物理吸收起主要作用。

通过研究温度对吸收性能的影响，发现高温环境能明显影响对丙烯的吸收效果，可能是由于高温环境破坏了化学吸收作用。

采用有机溶剂对对丙烯和丙烷的吸收性能进行改进，发现有机溶剂种类对吸收丙烯和丙烷的性能有明显的影响。

研究显示，对丙烯和丙烷的吸收性能最好。

随着吡啶含量的逐渐增大，对丙烯和丙烷的吸收性能也随之提高，这是因为吡啶含量的增大提高了吸收剂中自由的含量。

对和的再生循环性能进行考察，采用减压升温的方式对两类吸收剂再生，得到对丙烯和丙烷的最低再生温度为˚，对丙烯和丙烷的最低再生温度为˚。

对两类再生后吸收剂对丙烯和丙烷的吸收性能进行测定。

再生后第三章离子液体对丙烯和丙烷吸收性能和分离性能的研究的吸收性能与新鲜溶剂吸收性能相当，再生后的吸收性能略低与新鲜溶剂吸收性能，说明这两类吸收剂有良好的重复利用性。

第四章离子液体对混合气体吸收分离性能的研究第四章离子液体混合气体的分离性能引言在工业生产中，若要采用溶剂吸收法对丙烯丙烷有效的分离，对分离过程中选用的吸收剂提出了更高的要求。

吸收剂不仅对丙烯要有较好的吸收性能，而且对丙烯丙烷必须有较高的分离性能。

在第三章通过测试多种单离子液体，含的离子液体以及的离子液体与有机溶剂的复配溶液对丙烯和丙烯吸收性能，探究了不同因素对吸收剂物化性能的影响，最终研究了吸收剂在温度，压力相同的条件下对丙烯和丙烷混合气体的分离性能。

本章通过综合衡量吸收剂对丙烯和丙烷的吸收性能和分离性能等因素，选取用于丙烯和丙烷混合气体的分离实验。

在，，研究丙烯在气相中摩尔分数为的情况下，吸收剂对混合气体的各个组分的吸收性能与分离性能。

实验仪器与试剂实验仪器混合气体分离实验中，所采用的实验装置，与离子液体吸收实验中的装置相同，见图。

实验试剂在吸收实验中使用到的实验试剂，见表。

实验原理与步骤实验原理本文依据恒定容积法测试多种吸收剂对丙烯和丙烷的吸收性能，由于离子液体的饱和蒸汽压较低，且复配溶剂中有机溶剂的含量相对较低，所以在本实验认为离子液体和复配溶剂不挥发，并作出以下假设在吸收实验前，离子液体及复配溶液进行了真空干燥，未溶解任何气体在吸收实验中，离子液体及复配溶液为液相，气相仅为丙烷或丙烯第四章离子液体混合气体的分离性能在实验过程中，离子液体未发生损失，体积恒定不变。

在，下进行吸收分离实验，丙烯和丙烷均满足真实气体状态方程。

基于上述假设，吸收分离实验中，气相中丙烯和丙烷的摩尔量，可以采用真实气体状态方程计算得出。

为理想气体常数为压缩因子，在本文中的可以依据普遍化压缩因子图得出。

其中，为对比温度，其值可由公式得出，为对比压力，其值可由公式得出。

表示气体的的临界温度，表示气体的临界压力，丙烯丙烯，丙烷丙烷。

为获得对混合气体中丙烯和丙烷的吸收量，必须得到吸收分离实验前后的混合气体中各个组分的摩尔分数。

由于本实验根据恒定容积法测定溶剂对各组分的吸收量，所以只要得知混合气体在吸收分离实验前后的温度和压力，就可以求得对混合气体中丙烯和丙烷的吸收量，如公式。

第四章离子液体混合气体的分离性能其中表示分离实验前丙烯或者丙烷的摩尔分数表示分离实验后丙烯或者丙烷的摩尔分数表示分离实验前气相压力表示分离实验后气相压