一種離子液型吸收劑的制備方法及其應用技術

本發明專利技術公開了一種離子液型吸收劑的制備方法，該合成方法簡單，反應溫度為室溫，反應時間短，將離子液應用于吸收有害氣體時操作條件溫和，達到吸收平衡所花費的時間短；離子液型吸收劑性質穩定并可以循環使用，吸收容量損失較低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種離子液型吸收劑的制備方法及其應用，屬于有毒污染氣體的分離領域。
技術介紹
化石燃料(煤、石油、天然氣等)的消耗量不斷增加，在使用過程中產生了大量的酸性氣體，造成了嚴重的大氣污染。其中產生的酸性氣體SO2在大氣中可以轉化生成含硫的酸性物質，形成酸性降水，對人體健康和生態環境產生有害的影響。因而，SO2氣體減排及綜合利用受到世界各國的廣泛關注。目前，煙氣脫硫技術主要可分為1、濕法(石灰石/石灰-石骨法，氨法，有機堿法等)；2、干法(鈉法，CaCO3法等)；3、半干法(旋轉噴霧干燥技術),其中以濕法脫硫技術應用最廣，在發達國家其應用大約占到90%以上。然而，盡管濕法脫硫具有反應速度快，SO2脫除效率高等優點，但是其在工業應用中設備較復雜，吸收再生過程中損失嚴重，易造成管道腐蝕，在使用過程中存在廢水處理等問題，使得整個運行維護費用變高。因此,尋找出一種吸收能力高、熱穩定性好、物理化學性質比較穩定、選擇性好、不易產生二次污染的新型吸收劑受到人們的廣泛關注。離子液體是由有機陽離子和無機或有機陰離子構成、在常溫或常溫附近溫度下呈液體狀態的熔融鹽，具有幾乎可以忽略的蒸氣壓、熱穩定性和化學穩定性好、不可燃、可設計性等特點，在有機化學反應、液體萃取、氣體分離、電化學等領域具有極大應用潛力。最近幾年，已有部分學者使用離子液作為二氧化硫的吸收劑，并取得較好的吸收效果。例如專利CN101264414A中公開了使用二元羧酸和有機胺在90 160°C，酸堿中和反應2 24h，一步合成離子液，脫硫率可達到90%以上，但該專利中的離子液在合成中，所涉及的部分有機胺非常易揮發，酸堿中和反應時會產生有毒的煙霧，并且離子液合成時間較長；專利 CN1709553A中公開了采用醇胺與有機酸反應合成醇胺離子液用于吸收二氧化硫，但該專利中的醇胺離子液在吸收二氧化硫時，吸收平衡達到的時間長達3h，不利于工業化應用。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種離子液型吸收劑的制備方法，該方法合成時間相對較短，制得的離子液吸收劑吸收二氧化硫氣體時，所需的吸收平衡時間短，脫硫率較高。本專利技術離子型吸收劑的制備方法具體內容如下將一元有機酸或二元有機酸與I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、嗎啡啉、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉中的一種混合，并以乙醇或乙醚為溶劑，其中每摩爾有機酸添加 100-200ml溶劑，在室溫下攪拌反應0. 5-2. 5h，旋轉蒸發除去反應溶劑，最后液體真空干燥即得到離子液型吸收劑。本專利技術中所述一元有機酸為乙酸或乳酸，一元有機酸和I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、嗎啡啉、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉中的一種的混合比例為摩爾比 1:0. 5~1:2。本專利技術中所述二元有機酸為乙二酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸中一種，二元有機酸與I-甲基咪唑、卩比咯烷、N-甲基吡咯烷酮、嗎啡啉、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉中的一種的混合反應比例為摩爾比1:2-3。本專利技術另一目的是將離子液型吸收劑制備方法制得的離子液吸收劑應用于吸收 SO2氣體。本專利技術離子液吸收劑使用時，將離子液吸收劑放置于吸收器內，吸收器置于25°C 的恒溫水浴中，在常溫常壓下，對二氧化硫氣體進行吸收，20min 50min內可達到平衡，吸收容量為每摩爾離子液吸收I. 7 3. 6摩爾二氧化硫。本專利技術與現有技術相比具有的優點1)離子液合成簡單，合成時反應溫度為室溫，反應時間短，從而降低離子液合成過程中的能耗；2)離子液型吸收劑在吸脫附SO2氣體時，操作條件溫和，達到吸收平衡所花費的時間相比其他專利的時間的短；3)吸收SO2的離子液，在加熱的情況下，SO2能夠從離子液中脫附出來并且作為硫資源回收利用；4)離子液型吸收劑相對穩定并可以循環使用，吸收容量損失較低。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術作進一步詳細說明，但本專利技術保護范圍不局限于所述內容。實施例I :本乳酸鹽離子液吸收劑的制備方法及應用，具體內容如下(1)分別稱取2摩爾I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、嗎啡啉、N-甲基嗎啉、 N-乙基嗎啉中各試劑，各試劑分別與200ml的溶劑乙醚混合均勻后，置于上置回流冷凝管的三口燒瓶中，在室溫25°C下，通過液滴漏斗滴加I摩爾的乳酸，攪拌反應30min，將混合液體在70°C下減壓旋轉蒸餾去除乙醚和未反應的物質，得到橙色液體，最后將所得液體在真空干燥箱中50°C干燥24小時，即得乳酸鹽離子液體；(2)分別準確稱取I摩爾的各種乳酸鹽離子液體，裝入吸收器內，吸收器置于恒溫25°C 水浴中，SO2氣體以100ml/min的速度通入吸收器中，20min中達到吸收平衡，各離子液體吸收容量分別達到I. 76，I. 71，I. 68，I. 64，I. 61，I. 58摩爾二氧化硫(如表1)，將吸收容量達到飽和的離子液體置于70°C環境中，使SO2脫附，循環使用4次，吸收容量損失很小。表I :各種乳酸鹽離子液吸收SO2的結果權利要求1.一種離子液型吸收劑的制備方法，其特征在于將一元有機酸或二元有機酸與I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、嗎啡啉、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉中的一種混合，以乙醇或乙醚為溶劑，其中每摩爾有機酸添加100-200ml溶劑，在室溫下攪拌反應0. 5-2. 5h，旋轉蒸發除去反應溶劑，最后液體真空干燥即得到離子液型吸收劑。2.根據權利要求I所述的離子液型吸收劑的制備方法，其特征在于一元有機酸為乙酸或乳酸，一元有機酸和I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、嗎啡啉、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉中的一種的混合比例為摩爾比1:0. 5-2。3.根據權利要求I所述的離子液型吸收劑的制備方法，其特征在于二元有機酸為乙二酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸中的一種，二元有機酸與I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、嗎啡啉、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉中的一種的混合反應比例為摩爾比1:2-3。4.權利要求I所述離子液型吸收劑制備方法制得的離子液吸收劑應用于吸收SO2氣體。5.根據權利要求3所述的離子液吸收劑應用于吸收SO2氣體，其特征在于在常溫常壓下進行。全文摘要本專利技術公開了一種離子液型吸收劑的制備方法，該合成方法簡單，反應溫度為室溫，反應時間短，將離子液應用于吸收有害氣體時操作條件溫和，達到吸收平衡所花費的時間短；離子液型吸收劑性質穩定并可以循環使用，吸收容量損失較低。文檔編號B01D53/14GK102600700SQ201210087260公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日專利技術者寧平, 張軍, 施玉琨, 瞿廣飛 申請人:昆明理工大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：瞿廣飛，張軍，施玉琨，寧平，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：