1.2.1.1Жидкие растворители

Жидкие растворители относятся к наиболее распространенному классу растворителей, используемых в процессах ЭР для разделения компонентов с близкокипящими температурами [13]. Главное преимущество этих растворителей является простота в эксплуатации и регулирование в колонне ЭР. Благодаря своим характеристикам, они могут быть восстановлены в обычной ректификационной колонне и возвращаются снова в колонну ЭР. Растворимость или емкость, является мерой концентрации (молярный состав) в одной из жидких фаз, когда соединение представляет собой высококонцентрированное в другой жидкой фазе. Предпочтительны растворители с высокой селективностью (высокая степень разделения) и высокой растворимостью (во избежание образование второй жидкой фазы).

В общем, растворители с высокой селективностью будет иметь пониженную емкость. Было предложено [3] смешать растворители с высокой селективностью и с высокой растворимостью, чтобы улучшить способность разделения и уменьшить образование второй жидкой фазы в экстрактивной дистилляционной колонне. Основным недостатком жидких растворителей считается загрязнение верхних продуктов как колонны экстрактивной ректификации, так и колонны регенерации растворителей.

В последнее время в качестве РА в процессе ЭР наряду с традиционными растворителями используются и ионные жидкости (ИЖ) [11]. Ионные жидкости представляют собой новый класс компонентов с высоким потенциалом для замены существующих растворители экстрактивной ректификации и для экономии энергии / капитала более 20 %. Тем не менее, на данный момент незначительные знания оптимальных свойств ионных жидкостей не дает возможности использовать и реализовать в реальных технологических системах.

Ионными жидкостями принято называть сложные органические соли (вещества), молекулы которых, как правило, состоят из органического катиона и неорганического или органического аниона [12]. Подходящие катионы и анионы могут быть выбраны для получения ионной жидкости с желаемыми свойствами для конкретных случаев.

Хотя ИЖ известны более 100 лет, только в течение последнего десятилетия интерес резко возрос, так как стали применяться во многих областях химической промышленности. ИЖ используются в качестве растворителей, заменяющих летучие органические соединения, катализаторов в химических реакциях, смазок, терможидкостей, пластификаторов, и электропроводных жидкостей в электрохимии. Для применения в экстрактивной ректификации ИЖ приобретают ряд уникальных характеристик, как незначительное давление пара, которое отражается на чистоте продуктов паров и возможность переработки после восстановления; химическая и термическая стабильность в присутствии воды и без нее; широкий диапазон материалов, в том числе органические, неорганические и даже полимерные, растворимые в ионных жидкостях, которые гарантирует, что ИЖ имеют достаточную растворимость компонентов, которые должны быть разделены, и чтобы увеличить относительную летучесть из жидких смесей, избегая образования нескольких жидких фаз [3].

При использовании жидких ионных растворителей в экстрактивных процессах они действует как обычный растворитель. Его подают в верхнюю часть колонны и получают в нижнем потоке колонны в сочетании с менее летучими компонентами. ИЖ увеличивают относительную летучесть смеси и поэтому очень чистый поток может быть получен в дистилляте. Если относительная летучесть с ионным растворителем выше, чем у обычных растворителей, в этой колонне достигнуто энергосбережение. Ионные растворители могут быть легко восстановлены и возвращаются в колонну ЭР.