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本发明涉及一种离子液体萃取分离正庚烷和碳酸二甲酯的方法以及适用于该方法的装置。该方法利用咪唑类离子液体作为萃取剂，正庚烷和碳酸二甲酯首先进入液液萃取塔进行萃取分离，液液萃取塔上部的物料进入闪蒸罐进行分离，在闪蒸罐顶部得到高纯度的正庚烷，液液萃取塔下部的物料进入另一闪蒸罐进行分离，闪蒸罐顶部的物流进入精馏进行在分离，从精馏塔顶部得到高纯的正庚烷，精馏塔底部得到高纯的碳酸二甲酯，萃取剂从两闪蒸罐底部采出后循环使用。该方法具有能耗低，工艺简单，分离后正庚烷和碳酸二甲酯的纯度高等优点，所采用的萃取剂咪唑类离子液体几乎不挥发，减少了萃取剂的损失，且易于回收、化学热稳定性好、绿色无污染。