摘要
α-烯烃作为一种高附加值的化工原料，主要通过乙烯齐聚反应得到，但该过程副产物较多，分离成本较高。费托合成油品因其富含烯烃，可作为长链α-烯烃的生产原料，然而该过程分离难度较大，能耗较高。本文合成了一种新型银基低共熔溶剂作为反应萃取剂分离1-辛烯/正辛烷、1-己烯/正己烷，并探索基于低共熔溶剂的费托合成轻油增值化利用新方法，以改善我国α-烯烃的自给率。 本文设计合成了一种新型的银基低共熔溶剂，用于C6、C8α-烯烃的分离。对其物理特性测定发现该溶剂具有良好的热稳定性，又通过FT-IR、FT-Raman、ESI-MS、1H NMR等一系列表征方式对其化学结构进行了表征分析。 将合成的Ag-DES应用于1-辛烯/正辛烷、1-己烯/正己烷混合烃体系中，系统探究了进料中烯烃浓度、银离子与烯烃摩尔比、分离温度等对分离性能的影响，以及分离剂的循环稳定性，结果表明，在较低的烯烃进料浓度、操作温度及较高的银离子浓度下，α-烯烃对正构烷烃的分离选择性越高，当1-辛烯和1-己烯的进料浓度为10wt.%时，选择性分别为16.11和17.97，较目前文献中银基离子液体分别高出50%和35%以上，而且在该过程中Ag-DES表现出非常好的循环稳定性。接着，将Ag-DES应用于费托轻油中切割的C8馏分段体系，通过多级反应萃取分离实验，1-辛烯浓度从68.80wt.%提升到了93.68wt.%，但受到顺/反-2-辛烯等杂质的影响，高纯α-烯烃的分离仍然面临挑战。在分离性能探究的基础上，提出了反应萃取分离新工艺，将浓度范围为98.5wt.%~10wt.%的C8混合烃以1kg/h进料，达到相同分离要求时，反应萃取分离工艺较传统精馏过程省能175~1392kJ/h。 最后，结合实验表征和量化计算分析了Ag-DES与烯烃、烷烃之间的相互作用机理，结果表明，1-己烯和1-辛烯在Ag-DES中除了少量的物理溶解外，主要是以较强的化学络合作用结合，而正己烷和正辛烷在Ag-DES中均未产生化学络合作用，揭示了Ag-DES与α-烯烃之间的π-键络合和氢键作用是实现其选择性分离的主要原因。
NETL