以二甲基亞砜為溶劑分離多種共沸物系的研究

辛 姣 ，王 鳳 ，夏曉梅 ，李 靜 ，連明磊 ，葉 昆

（1.六盤水師范學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州六盤水 553004；2.中國石油工程建設(shè)有限公司華北分公司，河北任丘 062552）

二甲基亞砜（DMSO）作為極性和滲透性有機(jī)溶劑[1-3]，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、電子和金屬冶煉行業(yè)，被稱為“通用”溶劑和“健康”溶劑[4]。作為藥物添加劑的活性成分，DMSO毒性小，溶解性好，在醫(yī)藥行業(yè)也被稱為“全能藥”[5]。二甲基亞砜有很強(qiáng)的溶解力，能分解大部分有機(jī)物，包括碳水化合物、聚合物、肽，以及許多鹽和氣體。本文主要研究二甲基亞砜作為優(yōu)良有機(jī)溶劑在萃取精餾工藝中的應(yīng)用，考查二甲基亞砜的加入對一些難分離的共沸物體系（如丙酮-甲醇、醋酸甲酯-甲醇、四氫呋喃-乙醇和甲基叔丁基醚-甲醇）的影響。

1 四種共沸物系數(shù)據(jù)

本文分析了二甲基亞砜為溶劑的4種共沸物系[6-9]，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表1。

2 相對揮發(fā)度數(shù)據(jù)

表1 4種共沸物系的數(shù)據(jù)

本文以二甲基亞砜為萃取精餾工藝的萃取劑，利用化工過程模擬軟件Aspen Plus中的Analysis模塊進(jìn)行分析，分別考查二甲基亞砜的加入對丙酮-甲醇、醋酸甲酯-甲醇、四氫呋喃-乙醇、甲基叔丁基醚-甲醇4個體系全濃度范圍內(nèi)相對揮發(fā)度的影響，結(jié)果如表2所示，其中α1表示無萃取劑加入的相對揮發(fā)度，α2表示二甲基亞砜加入后的相對揮發(fā)度。

表2 二甲基亞砜的加入對4種共沸物系相對揮發(fā)度的影響

相對揮發(fā)度與1的偏離越大，說明該分離體系越易分離。從表2可以看出，二甲基亞砜的加入對4個體系的相對揮發(fā)度均有增大的作用，而且均消除了4個體系的共沸點(diǎn)，因此可以說明二甲基亞砜表現(xiàn)出優(yōu)良萃取劑的性質(zhì)。

3 擬二元相圖分析

本文計算了二甲基亞砜加入后丙酮-甲醇、醋酸甲酯-甲醇、四氫呋喃-乙醇、甲基叔丁基醚-甲醇4個體系的汽液平衡關(guān)系，結(jié)果繪于圖1～圖4。

圖4 二甲基亞砜為萃取劑的甲基叔丁基醚-甲醇擬二元汽液平衡相圖

圖1 二甲基亞砜為萃取劑的丙酮-甲醇的擬二元汽液平衡相圖

通過對4個擬二元汽液平衡相圖分析得知，二甲基亞砜的加入消除了4個共沸體系的共沸點(diǎn)，這與相對揮發(fā)度的分析結(jié)果相吻合，可知二甲基亞砜是一個優(yōu)良的萃取劑。

4 結(jié)論

圖2 二甲基亞砜為萃取劑的醋酸甲酯-甲醇擬二元汽液平衡相圖

圖3 二甲基亞砜為萃取劑的四氫呋喃-乙醇擬二元汽液平衡相圖

本文以丙酮-甲醇、醋酸甲酯-甲醇、四氫呋喃-乙醇、甲基叔丁基醚-甲醇4個常見共沸體系為研究對象，運(yùn)用化工模擬軟件Aspen Plus計算二甲基亞砜對原體系相對揮發(fā)度數(shù)值和擬二元汽液平衡相圖的影響，結(jié)果表明，二甲基亞砜是這4個共沸體系萃取精餾工藝優(yōu)良的萃取劑。