氯乙烯是重要的基础化工原料,其基础性质的研究具有非常重要的意义。通过文献检索可以发现目前对于氯乙烯性质方面的研究尚不深入,尤其是氯乙烯在各类离子液体中溶解性质的研究。本文利用离子液体极低的饱和蒸汽压,在常温下为液态等特点,通过化学实验和计算机模拟的方法,研究氯乙烯气体分子在离子液体中相互作用的机制,分析得出氯乙烯在离子液体中的溶解度规律,为离子液体的工业化应用提供必要的数据支持和理论依据。本文首先通过实验数据分析和化学计算模拟的方法展开,实验部分用到具体的实验方法是压降法,压降法的工作原理是离子液体吸收气体前后系统的压力会减小,通过压力差来判断气体在离子液体中的溶解度大小。实验操作部分选择了[Bmim]+[CH3COO]-、[Bmim]+[Cl]-、[Bmim]+[PF6]-和[Bmim]+[BF4]-这四种离子液体,对这四种离子液体的溶解度进行了测算。同时对这四种离子液体进行量子化学计算进行结构优化,运用COSMO-RS模拟方法模拟了气体在离子液体中的溶解度。经过模拟结果和实验结果的对照本文发现模拟得到的氯乙烯气体的溶解度和实验得到的溶解度数据相互匹配。这说明本文可以通过COSMO-RS方法的方法来快速预测溶解度的数据,大大缩减了使用实验测量所需要的时间。本文对1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二烷基盐这类离子液体进行了深入的研究,并且引入对称性的概念,设计了以P原子为对称中心的多种阴离子,对各个离子液体在常温常压下的溶解度数据进行了测定。实验表明在同一类离子液体中,氯乙烯气体分子在离子液体中的溶解度主要和组成离子液体的原子数量有关,而对称中心两端的原子排布造成的离子液体结构的变化对溶解度的大小没有影响。此外,本文还研究了实验室常用的[Bmim]+[CH3COO]-、[Bmim]+[Cl]-、[Bmim]+[PF6]-和[Bmim]+[BF4]-离子液体对氯乙烯气体分子的溶解性能。用量子化学计算的方法得到气体和离子液体之间稳定的构型,通过分析发现气体分子和局部电荷集中程度较高的阴离子之间有较强的相互作用,从中可以归纳出局部电荷集中程度的大小是决定离子液体溶解度大小的主要因素的结论,同时可以通过离子液体自身对称性的情况来判断局部电荷的强弱,进而判断离子液体吸收氯乙烯气体分子的能力强弱。本文以上述结论为基础,将氯乙烯在离子液体中的溶解度规律应用到乙炔氢氯化反应尾气处理的工艺上,乙炔氢氯化反应产生的尾气用氢氧化钠水溶液吸收后,剩余尾气的主要成分是氯乙烯和乙炔。本文通过COSMO-RS模型的方法快速预测了乙炔和氯乙烯气体在55种离子液体中的摩尔分数,研究了离子液体的结构和气体在离子液体中吸收容量以及分离选择性之间的关系。结果表明局部电荷的集中程度和组成离子液体所需要的原子数目对乙炔和氯乙烯分子的影响程度是不一样的。乙炔和氯乙烯分离选择性随着电荷集中程度的减弱而增强,乙炔的溶解度受到分子尺寸的因素影响较为明显,所以减小局部电荷的集中程度的同时增加组成离子液体所需原子的数目可以有效的增加离子液体的选择性,同时在这个过程中发现氯乙烯分子在离子液体中的溶解度并没有降低,这也保证了氯乙烯在离子液体中的吸收容量。所以在设计乙炔氢氯化尾气分离的离子液体时,可以选择电荷分布较为分散,同时组成离子液体的原子数目较多、体积较大的离子液体为对象。