离子液体抽提丁二烯的微观机理及调控机制

丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体，是C4馏分中最重要的组分之一，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。针对现有乙腈抽提工艺能耗高、聚合严重、溶剂损失、设备腐蚀、选择性低等不足以及离子液体是特别好的分离窄沸或共沸混合物萃取剂的特点，本项目拟采用模拟（量子化学计算，分子模拟和COSMO-RS模型计算等）和实验（合成，表征和原位分析等）相结合，考察离子液体对混合C4吸收性能和丁二烯选择性与离子液体微观结构之间的定量关系，获得离子液体抽提丁二烯过程的微观机理。系统研究不同条件下离子液体吸收混合C4过程热力学数据和物理化学性质，获得离子液体抽提丁二烯过程的调控机制，为高效分离混合C4中丁二烯过程中离子液体的分子设计及应用提供科学基础。

丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体，是C4馏分中最重要的组分之一，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。针对现有乙腈抽提工艺能耗高、聚合严重、溶剂损失、设备腐蚀、选择性低等不足以及离子液体是特别好的分离窄沸或共沸混合物萃取剂的特点。采用模拟和实验相结合的手段，研究了离子液体与C4各组分的作用机理，获得了离子液体筛选原则：极性大、体积小、氢键键合能力强；考察了阴阳离子对分离性能的影响，发现随着烷基侧链碳数的增大，离子液体的分离能力先减小后增大，同时烷基侧链的功能化会使萃取性能变差；模拟结果显示丁二烯围绕在阴离子周围，阴离子的结构影响离子液体和丁二烯的氢键键合能力。.与传统乙腈法萃取溶剂相比，离子液体C2mim][PF6]对提高C4组分间的相对挥发度有明显的作用，进而提高分离性能。离子液体工艺可使乙腈消耗量降低24%，能耗降低6.6%。离子液体能够回收利用，回收率高达98wt%以上，具有很好的工业应用潜力。项目执行期间，共发表学术论文5篇，其中SCI论文4篇；项目负责人晋升为副研究员，入选中科院青年创新促进会会员，获得中科院过程工程研究所优秀青年荣誉称号和青年科技创新优秀奖；项目骨干韩丽君晋升为副研究员；培养博士2名，硕博在读2名。