[发明专利]基于有机溶剂热力学参数的萃取精馏溶剂筛选方法

说明书

本发明涉及萃取精馏技术领域，是一种基于有机溶剂热力学参数的萃取精馏溶剂筛选方法；根据待选溶剂的三维溶解度参数计算出待选溶剂的色散溶解度参数、极性溶解度参数和氢键溶解度参数对总溶解度参数的贡献值f_d、f_p和f_h，然后将待选溶剂的三维溶解度参数对总溶解度参数的贡献值f_d、f_p和f_h绘制在包含有待分离的共沸组分三维溶解度参数对总溶解度参数贡献值的组分贡献图中；根据溶剂在组分贡献图中和待分离的共沸组分的距离的远近可以快速筛选出萃取效果好的萃取精馏溶剂。本发明通过建立的组分贡献图能够快速准确的确定不同萃取剂的萃取效果，本发明较传统方法大大缩短了筛选周期，降低了工作量，同时节省了实验材料的消耗，具有筛选溶剂宽、实用性和通用性强的特点，提高了工作效率，降低了操作成本，对生产实践具有指导作用。

技术领域

本发明涉及萃取精馏技术领域，是一种基于有机溶剂热力学参数的萃取精馏溶剂筛选方法。

背景技术

精馏是工业生产中液体均相混合物最重要的分离方法之一，其原理是利用组分间相对挥发度的差异，通过多次汽化-液化实现分离目的。但对一些相对挥发度差异较小的物系，常规精馏操作的经济性很差，而对具有共沸组成的体系，常规精馏无法实现组分的分离。鉴于这种情况，研究者开发了特殊精馏流程，即通过向体系中添加其它组分改变其相对挥发度来实现分离。根据加入的组分与原体系间作用原理的不同，这些特殊精馏法可分为共沸精馏、萃取精馏和加盐精馏等。萃取精馏是指向接近精馏塔的顶部连续加入较待分离组分相对挥发度低的溶剂，通过改变塔内待分离组分的相对挥发度，完成精馏任务。

萃取精馏溶剂的选择是萃取精馏中至关重要的一个环节，合适的溶剂可以使分离效果大大提高，减少能耗提高处理量。适宜的溶剂主要考虑以下几个因素：溶剂有良好的选择性，能使待分离组分的活度系数增大.提高其相对挥发度；而且溶剂的用量较少时就有较好的效果。对待分离组分是一种良好的济剂，在精馏操作条件下不致因相分离而失去相对挥发度增大的优点.或造成操价上的困难；溶剂要有较高的沸点，与待分离组分不致形成恒沸物.以便于用精馏方法回收溶剂、循环使用。如溶剂沸点高于原料沸点50℃，恒沸形成的可能性将不存在；无论是在萃取精馏或回收过程中、溶剂应该是热稳定的且无腐蚀性，与组分不发生化学反应。目前有关萃取精馏溶剂的选择主要使用经验筛选法、气液平衡实验法以及采用计算机模拟优化法，经验筛选法存在工作量大、筛选溶剂窄和通用性不强，实验法存在工作量大和筛选溶剂窄，周期较长，计算机模拟优化法存在实用性和通用性不强、筛选溶剂窄等缺点。因此，优化筛选出性能优良的溶剂成为当前萃取精馏分离的首要任务。

溶解度参数是物质内聚能密度的平方根，是物质的固有性质。三维溶解度参数是将内聚能化为色散力、极性力和氢键三种分子间作用力。其中,色散力作用的分量主要来自于原子间的色散力,极性力作用的分量来自于分子间的诱导偶极力和瞬时偶极力, 氢键力作用的分量主要来自由分子间的氢键。三维溶解度参数目前主要应用于预测聚合物在不同溶剂中的溶解性和交联聚合物在不同溶剂中的溶胀行为；但有关三维溶解度参数应用在萃取剂的筛选中，还未见相关文献和报道。

发明内容

本发明提供了一种基于有机溶剂热力学参数的萃取精馏溶剂筛选方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有方法存在工作量大、筛选溶剂窄、实用性和通用性不强的缺点；但有关三维溶解度参数应用在萃取精馏溶剂的筛选中，还未见相关文献和报道的问题。