本文主要研究内容
作者李焕新（2019）在《混合C6二元胺相关热力学与传递性质及分离研究》一文中研究指出：1,6-二氨基己烷（DAH）和反式-1,2-二氨基环己烷（trans-1,2-DACH）是重要的化工原料及中间体,应用广泛。本文研究了与工业混合C6二元胺（水、trans/cis-1,2-DACH、DAH）相关的汽-液相平衡、体积和粘度性质以及分子间相互作用,探讨了液-液萃取相平衡及其动力学规律,提出了混合物的分离工艺。研究了（水+trans-1,2-DACH）、（水+DAH）和（trans-1,2-DACH+DAH）体系的汽-液相平衡规律,验证了实验数据的热力学一致性。采用Wilson、NRTL和UNIQUAC模型关联实验数据并获得了模型参数,Wilson模型对三组体系的计算值与实验值的平均相对偏差分别为0.66%、0.51%和0.48%,表明其能更好地回归该体系的汽-液相平衡数据。各物质间相对挥发度的计算值均大于1.32,并且未出现共沸现象,因此提出可采用精馏法对混合物进行初步分离。被分离体系的密度和粘度是精馏分离设计中的基础数据。本文测定了（水+trans-1,2-DACH）和（水+DAH）体系的密度和粘度,计算得到了各二元体系的超额摩尔体积（VE）、超额粘度（Δη）和超额Gibbs流动活化能(ΔG*E);对所得数据进行拟合,获得了相关模型参数。研究结果表明,二元体系的VE均为负值而Δη和ΔG*E均为正值,温度对VEmin、ηmax及Δηmax所对应的位置x1m没有影响;此外,随着C6二元胺（trans-1,2-DACH或DAH）摩尔分数x1的增加,二元体系的粘度先增大至ηmax(x1=x1m)而后逐渐减小至纯C6二元胺状态;与（DAH+水）体系相比,（水+trans-1,2-DACH）体系的ηmax和Δηmax较高,说明其分子间的相互作用强于（DAH+水）体系。在M06-2X/6-311G（d,p）理论水平上,探讨了H2O与C6二元胺分子间相互作用的结构和能量特征。基于单体分子表面静电势的分析,构建并优化得到了二聚体（trans-1,2-DACH…H2O或DAH…H2O）和三聚体（trans-1,2-DACH…H2O…H2O或DAH…H2O…H2O）的稳定几何构型,获得了经过BSSE和ZPE校正的分子间结合能,并采用分子中的原子理论对其电子密度进行了拓扑分析。结果发现,二聚体trans-1,2-DACH…H2O的结合能大于DAH…H2O,说明trans-1,2-DACH与H2O分子间的相互作用强于DAH与H2O;与相应二聚体相比,三聚体分子间结合能增大、N…H-O和O…H-O氢键作用距离同时缩短而其键临界点处的电子密度均增大,说明分子间形成三聚体后氢键作用得到了加强,即存在协同效应。进一步可视化确定了H2O与C6二元胺分子间氢键作用、范德华作用和空间位阻效应的位点和强度。在此基础上,解释了（水+C6二元胺）体系先增大而后减小的粘度规律及（水+trans-1,2-DACH）体系具有较高ηmax和Δηmax的原因。萃取是trans-1,2-DACH拆分过程的重要工段之一,适宜萃取剂的选择是该过程的关键。采用SMD和COSMO-RS两种溶剂模型预测了19种有机胺在水中以及其中4种有机胺在有机溶剂中的溶剂化自由能(ΔGsolv),发现SMD模型预测值更接近实验值。利用SMD模型计算了trans-1,2-DACH在水和11种有机溶剂中的ΔGsolv,获得了其在不同有机溶剂-水中的分配系数,结合萃取剂选择原则筛选出2-甲基-1-丙醇和3-甲基-1-丁醇作为trans-1,2-DACH的萃取分离剂。测定了（2-甲基-1-丙醇+trans-1,2-DACH+水）和（3-甲基-1-丁醇+trans-1,2-DACH+水）体系的液-液相平衡和溶解度数据并绘制了三角相图,为错流萃取理论级数和萃取剂用量的确定提供了理论依据。检验了相平衡数据的可靠性并对其进行回归,获得了NRTL和UNIQUAC模型参数。由相平衡数据计算得到的分配系数D和分离因子β均大于2,再次表明这两种萃取剂均可用于水相中trans-1,2-DACH的萃取。以2-甲基-1-丙醇为萃取剂、环己烷为稀释剂,采用恒界面池法探索了trans-1,2-DACH的萃取动力学规律。在研究范围内,trans-1,2-DACH的初始萃取速率随着两相搅拌强度、两相界面积、温度、水相trans-1,2-DACH初始浓度、有机相内萃取剂浓度的增加而增大,表观活化能为18.16 kJ?mol-1,表明该萃取过程属于扩散控制类型。建立了萃取速率方程并利用动力学数据获得了基于水相和有机相的总传质系数KLaq和KLo及表观平衡分配系数KP,结果说明该过程远离相平衡（KP<D）且传质阻力主要存在于水相(KLaq<KLo)。统计检验及残差分析表明所建速率方程能够较好地描述该体系的动力学规律。提出了工业混合C6二元胺精馏和化学拆分联合分离工艺。基于汽-液相平衡关系,采用逐板计算法获得了分离1,2-DACH和DAH所需的理论塔板数;采用塔径为30 mm、填料层高度为1100 mm的精馏塔,经二次减压分离可获得1,2-DACH和DAH的质量纯度均为99.1%,回收率分别为80.3%和90.0%;酒石酸法拆分精馏所得1,2-DACH,最终所得产品（-）-trans-1,2-DACH和（+）-trans-1,2-DACH衍生化后经高效液相色谱分析光学纯度均可达99.5%以上,cis-1,2-DACH经气相色谱分析纯度约为96.7%。
Abstract
1,6-er an ji ji wan （DAH）he fan shi -1,2-er an ji huan ji wan （trans-1,2-DACH）shi chong yao de hua gong yuan liao ji zhong jian ti ,ying yong an fan 。ben wen yan jiu le yu gong ye hun ge C6er yuan an （shui 、trans/cis-1,2-DACH、DAH）xiang guan de qi -ye xiang ping heng 、ti ji he nian du xing zhi yi ji fen zi jian xiang hu zuo yong ,tan tao le ye -ye cui qu xiang ping heng ji ji dong li xue gui lv ,di chu le hun ge wu de fen li gong yi 。yan jiu le （shui +trans-1,2-DACH）、（shui +DAH）he （trans-1,2-DACH+DAH）ti ji de qi -ye xiang ping heng gui lv ,yan zheng le shi yan shu ju de re li xue yi zhi xing 。cai yong Wilson、NRTLhe UNIQUACmo xing guan lian shi yan shu ju bing huo de le mo xing can shu ,Wilsonmo xing dui san zu ti ji de ji suan zhi yu shi yan zhi de ping jun xiang dui pian cha fen bie wei 0.66%、0.51%he 0.48%,biao ming ji neng geng hao de hui gui gai ti ji de qi -ye xiang ping heng shu ju 。ge wu zhi jian xiang dui hui fa du de ji suan zhi jun da yu 1.32,bing ju wei chu xian gong fei xian xiang ,yin ci di chu ke cai yong jing liu fa dui hun ge wu jin hang chu bu fen li 。bei fen li ti ji de mi du he nian du shi jing liu fen li she ji zhong de ji chu shu ju 。ben wen ce ding le （shui +trans-1,2-DACH）he （shui +DAH）ti ji de mi du he nian du ,ji suan de dao le ge er yuan ti ji de chao e ma er ti ji （VE）、chao e nian du （Δη）he chao e Gibbsliu dong huo hua neng (ΔG*E);dui suo de shu ju jin hang ni ge ,huo de le xiang guan mo xing can shu 。yan jiu jie guo biao ming ,er yuan ti ji de VEjun wei fu zhi er Δηhe ΔG*Ejun wei zheng zhi ,wen du dui VEmin、ηmaxji Δηmaxsuo dui ying de wei zhi x1mmei you ying xiang ;ci wai ,sui zhao C6er yuan an （trans-1,2-DACHhuo DAH）ma er fen shu x1de zeng jia ,er yuan ti ji de nian du xian zeng da zhi ηmax(x1=x1m)er hou zhu jian jian xiao zhi chun C6er yuan an zhuang tai ;yu （DAH+shui ）ti ji xiang bi ,（shui +trans-1,2-DACH）ti ji de ηmaxhe Δηmaxjiao gao ,shui ming ji fen zi jian de xiang hu zuo yong jiang yu （DAH+shui ）ti ji 。zai M06-2X/6-311G（d,p）li lun shui ping shang ,tan tao le H2Oyu C6er yuan an fen zi jian xiang hu zuo yong de jie gou he neng liang te zheng 。ji yu chan ti fen zi biao mian jing dian shi de fen xi ,gou jian bing you hua de dao le er ju ti （trans-1,2-DACH…H2Ohuo DAH…H2O）he san ju ti （trans-1,2-DACH…H2O…H2Ohuo DAH…H2O…H2O）de wen ding ji he gou xing ,huo de le jing guo BSSEhe ZPEjiao zheng de fen zi jian jie ge neng ,bing cai yong fen zi zhong de yuan zi li lun dui ji dian zi mi du jin hang le ta pu fen xi 。jie guo fa xian ,er ju ti trans-1,2-DACH…H2Ode jie ge neng da yu DAH…H2O,shui ming trans-1,2-DACHyu H2Ofen zi jian de xiang hu zuo yong jiang yu DAHyu H2O;yu xiang ying er ju ti xiang bi ,san ju ti fen zi jian jie ge neng zeng da 、N…H-Ohe O…H-Oqing jian zuo yong ju li tong shi su duan er ji jian lin jie dian chu de dian zi mi du jun zeng da ,shui ming fen zi jian xing cheng san ju ti hou qing jian zuo yong de dao le jia jiang ,ji cun zai xie tong xiao ying 。jin yi bu ke shi hua que ding le H2Oyu C6er yuan an fen zi jian qing jian zuo yong 、fan de hua zuo yong he kong jian wei zu xiao ying de wei dian he jiang du 。zai ci ji chu shang ,jie shi le （shui +C6er yuan an ）ti ji xian zeng da er hou jian xiao de nian du gui lv ji （shui +trans-1,2-DACH）ti ji ju you jiao gao ηmaxhe Δηmaxde yuan yin 。cui qu shi trans-1,2-DACHca fen guo cheng de chong yao gong duan zhi yi ,kuo yi cui qu ji de shua ze shi gai guo cheng de guan jian 。cai yong SMDhe COSMO-RSliang chong rong ji mo xing yu ce le 19chong you ji an zai shui zhong yi ji ji zhong 4chong you ji an zai you ji rong ji zhong de rong ji hua zi you neng (ΔGsolv),fa xian SMDmo xing yu ce zhi geng jie jin shi yan zhi 。li yong SMDmo xing ji suan le trans-1,2-DACHzai shui he 11chong you ji rong ji zhong de ΔGsolv,huo de le ji zai bu tong you ji rong ji -shui zhong de fen pei ji shu ,jie ge cui qu ji shua ze yuan ze shai shua chu 2-jia ji -1-bing chun he 3-jia ji -1-ding chun zuo wei trans-1,2-DACHde cui qu fen li ji 。ce ding le （2-jia ji -1-bing chun +trans-1,2-DACH+shui ）he （3-jia ji -1-ding chun +trans-1,2-DACH+shui ）ti ji de ye -ye xiang ping heng he rong jie du shu ju bing hui zhi le san jiao xiang tu ,wei cuo liu cui qu li lun ji shu he cui qu ji yong liang de que ding di gong le li lun yi ju 。jian yan le xiang ping heng shu ju de ke kao xing bing dui ji jin hang hui gui ,huo de le NRTLhe UNIQUACmo xing can shu 。you xiang ping heng shu ju ji suan de dao de fen pei ji shu Dhe fen li yin zi βjun da yu 2,zai ci biao ming zhe liang chong cui qu ji jun ke yong yu shui xiang zhong trans-1,2-DACHde cui qu 。yi 2-jia ji -1-bing chun wei cui qu ji 、huan ji wan wei xi shi ji ,cai yong heng jie mian chi fa tan suo le trans-1,2-DACHde cui qu dong li xue gui lv 。zai yan jiu fan wei nei ,trans-1,2-DACHde chu shi cui qu su lv sui zhao liang xiang jiao ban jiang du 、liang xiang jie mian ji 、wen du 、shui xiang trans-1,2-DACHchu shi nong du 、you ji xiang nei cui qu ji nong du de zeng jia er zeng da ,biao guan huo hua neng wei 18.16 kJ?mol-1,biao ming gai cui qu guo cheng shu yu kuo san kong zhi lei xing 。jian li le cui qu su lv fang cheng bing li yong dong li xue shu ju huo de le ji yu shui xiang he you ji xiang de zong chuan zhi ji shu KLaqhe KLoji biao guan ping heng fen pei ji shu KP,jie guo shui ming gai guo cheng yuan li xiang ping heng （KP<D）ju chuan zhi zu li zhu yao cun zai yu shui xiang (KLaq<KLo)。tong ji jian yan ji can cha fen xi biao ming suo jian su lv fang cheng neng gou jiao hao de miao shu gai ti ji de dong li xue gui lv 。di chu le gong ye hun ge C6er yuan an jing liu he hua xue ca fen lian ge fen li gong yi 。ji yu qi -ye xiang ping heng guan ji ,cai yong zhu ban ji suan fa huo de le fen li 1,2-DACHhe DAHsuo xu de li lun da ban shu ;cai yong da jing wei 30 mm、tian liao ceng gao du wei 1100 mmde jing liu da ,jing er ci jian ya fen li ke huo de 1,2-DACHhe DAHde zhi liang chun du jun wei 99.1%,hui shou lv fen bie wei 80.3%he 90.0%;jiu dan suan fa ca fen jing liu suo de 1,2-DACH,zui zhong suo de chan pin （-）-trans-1,2-DACHhe （+）-trans-1,2-DACHyan sheng hua hou jing gao xiao ye xiang se pu fen xi guang xue chun du jun ke da 99.5%yi shang ,cis-1,2-DACHjing qi xiang se pu fen xi chun du yao wei 96.7%。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自郑州大学的李焕新，发表于刊物郑州大学2019-07-03论文，是一篇关于二元胺论文,相平衡论文,热力学性质论文,分子间相互作用论文,萃取动力学论文,分离论文,郑州大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自郑州大学2019-07-03论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：二元胺论文; 相平衡论文; 热力学性质论文; 分子间相互作用论文; 萃取动力学论文; 分离论文; 郑州大学2019-07-03论文;