以离子液体为萃取剂的萃取精馏是分离共沸物的一种新型绿色化工分离过程。本文研究了单一离子液体和混合离子液体为萃取剂的叔丁醇-水共沸体系的汽液平衡和萃取精馏过程。实验测定了在压力为101.3 kPa下叔丁醇-水-1-乙基-3-甲基咪唑二腈铵盐（[C₂mim][DCA]）三元体系的汽液平衡数据。将所测的三元汽液平衡数据用NRTL模型进行关联,获得了叔丁醇-[C₂mim][DCA]、水-[C₂mim][DCA]之间的交互作用参数,拟合结果与实验结果吻合良好。实验结果表明[C₂mim][DCA]能提高叔丁醇-水的相对挥发度,当[C₂mim][DCA]的摩尔分率大于0.2时能够消除叔丁醇-水的共沸点。实验测定了在101.3 kPa下叔丁醇-水-[C₂mim][DCA]-[C₂mim][OAc]四元体系的汽液平衡数据,实验表明离子液体混合萃取剂（[C₂mim][DCA]+[C₂mim][OAc]）能够破坏叔丁醇-水的共沸点。用NRTL方程关联四元汽液平衡实验数据,获得了叔丁醇-[C₂mim][OAc]、水-[C₂mim][OAc]、[C₂mim][DCA]-[C₂mim][OAc]之间的交互作用参数。通过比较[C₂mim][DCA]和[C₂mim][OAc]在萃取剂中的作用可以得出:[C₂mim][DCA]和[C₂mim][OAc]之间没用协同作用,[C₂mim][OAc]的选择性高于[C₂mim][DCA]。利用化工模拟软件Aspen Plus进行了以[C₂mim][DCA]为萃取剂分离叔丁醇-水的萃取精馏过程模拟以及以[C₂mim][DCA]和[C₂mim][OAc]的混合物为萃取剂的萃取精馏过程模拟。并通过模拟研究了萃取剂进料温度、萃取剂进料位置、原料进料位置、回流比、溶剂比等因素对萃取精馏分离叔丁醇-水的影响。