專利名稱：一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方法
技術領域：
本發(fā)明屬有機廢氣處理方法技術領域，具體涉及一種使用離子液體吸收硫化氫氣 體的方法。
背景技術：
硫化氫氣體(H2S)作為大氣的主要污染物之一，是一種高刺激性劇毒性惡臭氣體， 在有氧和濕熱條件下，將會引起設備和管路腐蝕、催化劑中毒，嚴重威脅人身安全。隨著經(jīng) 濟的發(fā)展，人們環(huán)保意識的增強，惡臭異味問題越來越受到人們的關注，同時國家也制定了 相應的法律、法規(guī)，尤其對H2S排放量作了嚴格的限制。目前國內(nèi)外脫H2S技術已比較成熟， 脫H2S方法及脫H2S工藝眾多，主要有干法和濕法脫H2S工藝；但是仔細研究后發(fā)現(xiàn)，無論是 干法還是濕法脫H2S,都存在不足干法脫H2S效率不高，脫H2S劑再生困難，硫容相對較低， 主要適用于低濃度精細脫H2S ；濕法脫H2S雖然處理量大，脫H2S效率高，可連續(xù)操作，但投資 運行費用也高，容易造成二次污染。離子液體的無味、無惡臭、無污染、不易燃、易與產(chǎn)物分離、易回收、可反復多次循 環(huán)使用、使用方便等優(yōu)點，是傳統(tǒng)揮發(fā)性溶劑的理想替代品，它有效地避免了傳統(tǒng)吸收劑的 使用所造成嚴重的環(huán)境、健康、安全以及設備腐蝕等問題，為名副其實的、環(huán)境友好的綠色 溶劑。由于大氣污染日益嚴重且現(xiàn)有處理技術的局限性，用離子液體作為吸收酸性氣體的 吸收劑具有非常重要的應用前景。現(xiàn)在研究的很多離子液體對H2S的溶解度都較小，且存 在粘度大，離子液體的成本高，合成過程長，合成過程污染較嚴重等局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術中的問題，提供一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方 法，該方法過程簡單，易操作，吸收硫化氫氣體的效率高，成本低，無二次污染，且離子液體 可循環(huán)使用。本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方法，它包括以下步驟a.將烷基鹵化銨、硫氰酸銨、氯化銨、溴化銨或乙酰膽堿的一種與己內(nèi)酰銨按摩爾 比為1 1 10在反應釜中混合均勻，在25 120°C下反應1 10小時，然后將所得液體 在20 80°C真空干燥1 10小時，得到己內(nèi)酰胺_四丁基溴化銨離子液體；b.將步驟a所得的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨離子液體放置于吸收器中，在溫度為 20 150°C條件下，將硫化氫氣體通入所述步驟a的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨離子液體中， 所述的離子液體吸收H2S的壓強為常壓，殘余硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收。所述的一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方法，所述的烷基鹵化銨為四甲基氟 化銨、四甲基氯化銨、四甲基溴化銨、四乙基氟化銨、四乙基氯化銨、四乙基溴化銨、四丙基 氟化銨、四丙基氯化銨、四丙基溴化銨、四丁基氟化銨、四丁基氯化銨、四丁基溴化銨、四戊 基氯化銨、四戊基溴化銨、四己基氯化銨、四己基溴化銨、四庚基氯化銨、四庚基溴化銨、四辛基氯化銨、四辛基溴化銨、四壬基氯化銨、四壬基溴化銨、四癸基氯化銨、四癸基溴化銨、 十一烷基三甲基氯化銨、十一烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基 溴化銨、十三烷基三甲基氯化銨、十三烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十四烷 基三甲基溴化銨、十五烷基三甲基氯化銨、十五烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨 或十六烷基三甲基溴化銨中的一種。所述的一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方法，所述烷基鹵化銨、硫氰酸銨、氯 化銨、溴化銨或乙酰膽堿的一種與己內(nèi)酰銨按摩爾比為1 1 5。所述的一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方法，它還包括以下具體步驟稱取0. 1摩爾己內(nèi)酰銨和0. 1摩爾四丁基溴化銨，將己內(nèi)酰銨加入反應釜中，打開 攪拌器進行攪拌，攪拌轉速為lOOrpm，加入全部四丁基溴化銨，在25°C下反應10h，然后將 所得液體于真空干燥箱中80°C干燥Ih ；將所得的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨離子液體放置于吸收器中，吸收器中放置攪拌 轉子，20°C恒溫，以lOmL/min的速度向吸收器中通入H2S氣體，每隔0. 5h稱量吸收器的重 量，直至恒重，所述的離子液體吸收H2S的壓強為常壓，殘余硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收。硫化氫氣體的主要來源是人造纖維、天然氣凈化、硫化染料、石油精煉、煤氣制造、 污水處理、造紙等生產(chǎn)工藝及有機物腐敗過程等產(chǎn)生的廢氣。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下顯著的效果本發(fā)明方法獨特，所使用的離子液體的原料無毒，合成過程簡單，綠色無污染；本 發(fā)明所使用的離子液體與咪唑類和吡啶類離子液體相比，原料價格低廉，制造成本更低；本 發(fā)明吸收H2S的效率高，平衡后H2S在離子液體中的摩爾分率可達0. 30 ；所述的離子液體在 真空和升高溫度下，可以除去H2S,離子液體無損耗，可以循環(huán)利用，既能緩解目前H2S氣體 處理工藝對資源、能源的大量消耗和對環(huán)境的污染，還能回收高純液體H2S,或氧化得到單 質硫，本發(fā)明可廣泛應用于人造纖維、天然氣凈化、硫化染料、石油精煉、煤氣制造、污水處 理、造紙生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體的處理，具有良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會 效益。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例1稱取0. 1摩爾己內(nèi)酰銨和0. 1摩爾四丁基溴化銨，將己內(nèi)酰銨加入反應釜中，打開 攪拌器進行攪拌，攪拌轉速為lOOrpm，加入全部四丁基溴化銨，在25°C下反應10h，然后將 所得液體于真空干燥箱中80°C干燥lh。將所得的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨離子液體放置于吸收器中，吸收器中放置攪拌 轉子，20°C恒溫，以lOmL/min的速度向吸收器中通入H2S氣體，所述的離子液體吸收H2S的 壓強為常壓，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收，每隔0. 5h稱量吸收器的重量，直至恒重，平衡后， H2S在離子液體中的摩爾分率為0. 20。H2S摩爾分率是指H2S的摩爾數(shù)在硫化氫和離子液體 全部組分摩爾數(shù)所占的比例。實施例2稱取1.0摩爾己內(nèi)酰銨和0. 1摩爾四丁基氟化銨，將己內(nèi)酰銨加入反應釜中，打開攪拌器進行，攪拌轉速為500rpm，加入全部四丁基氟化銨，在80°C下反應3h，然后將所得液 體于真空干燥箱中20°C干燥10h，得己內(nèi)酰胺-四丁基氟化銨離子液體。將所得的己內(nèi)酰胺-四丁基氟化銨離子液體放置于吸收器中，吸收器中放置攪拌 轉子，50°C恒溫，以lOmL/min的速度向吸收器中通入H2S氣體，所述的離子液體吸收H2S的 壓強為常壓，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收，每隔0. 5h稱量吸收器的重量，直至恒重，平衡后， H2S在離子液體中的摩爾分率為0. 30。實施例3稱取0.5摩爾己內(nèi)酰銨和0. 1摩爾四丁基氯化銨，將己內(nèi)酰銨加入反應釜中，打開 攪拌器進行攪拌，攪拌轉速為300rpm，加入全部四丁基氯化銨，在100°C下反應lh，然后將 所得液體于真空干燥箱中50°C干燥5h，得己內(nèi)酰胺-四丁基氯化銨離子液體。將所得的己內(nèi)酰胺_四丁基氯化銨離子液體放置于吸收器中，吸收器中放置攪拌 轉子，150°C恒溫，以lOmL/min的速度向吸收器中通入H2S氣體，所述的離子液體吸收H2S的 壓強為常壓，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收，每隔0. 5h稱量吸收器的重量，直至恒重，平衡后， H2S在離子液體中的摩爾分率為0. 12。實施例4稱取0. 2摩爾己內(nèi)酰銨和0. 1摩爾十二烷基三甲基溴化銨，將己內(nèi)酰銨加入反 應釜中，打開攪拌器進行攪拌，攪拌轉速為200rpm，加入全部十二烷基三甲基溴化銨，在 120°C下反應10h，然后將所得液體于真空干燥箱中50°C干燥5h，得己內(nèi)酰胺-十二烷基三 甲基溴化銨離子液體。將所得的己內(nèi)酰胺_十二烷基三甲基溴化銨離子液體放置于吸收器中，吸收器中 放置攪拌轉子，70°C恒溫，以lOmL/min的速度向吸收器中通入H2S氣體，所述的離子液體吸 收H2S的壓強為常壓，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收，每隔0. 5h稱量吸收器的重量，直至恒重， 平衡后，H2S在離子液體中的摩爾分率為0. 18。實施例5稱取0.2摩爾己內(nèi)酰銨和0. 1摩爾溴化銨，將己內(nèi)酰銨加入反應釜中，打開攪拌器 進行攪拌，攪拌轉速為500rpm，加入全部溴化銨，在IOCTC下反應8h，然后將所得液體于真 空干燥箱中60°C干燥3h，得己內(nèi)酰胺-溴化銨離子液體。將所得的己內(nèi)酰胺-溴化銨離子液體放置于吸收器中，吸收器中放置攪拌轉子， 70°C恒溫，以lOmL/min的速度向吸收器中通入H2S氣體，所述的離子液體吸收H2S的壓強為 常壓，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收，每隔0. 5h稱量吸收器的重量，直至恒重，平衡后，H2S在離 子液體中的摩爾分率為0. 22。本發(fā)明不局限于這些具體實施例，凡依據(jù)本發(fā)明的技術方案實質內(nèi)容對以上實施 例所作的任何簡單修改、等同變化與替換等，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。如本發(fā)明的離子液體與氯化膽堿-尿素離子液體的混合物也可以吸收本硫化氫 氣體，氯化膽堿_尿素離子液體的制備方法是稱取0. 2摩爾氯化膽堿和0. 1摩爾尿素，將 氯化膽堿加入反應釜中，打開攪拌器進行攪拌400rpm，加入全部尿素，在120°C下反應10h， 然后將所得液體于真空干燥箱中50°C干燥4h，得氯化膽堿-尿素離子液體。將本發(fā)明的離子液體與氯化膽堿-尿素離子液體的混合物放置于吸收器中，吸收 器中放置攪拌轉子，70°C恒溫，以lOmL/min的速度向吸收器中通入H2S氣體，所述的離子液體吸收H2S的壓強為常壓，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收，每隔0. 5h稱量吸收器的重量，直至恒 重，平衡后，H2S在離子液體中的摩爾分率為0. 16。 本發(fā)明的離子液體既可以作為純液體形式或者與其他離子液體或溶劑混合使用 來吸收H2S氣體，又可以負載在其他載體上吸收H2S氣體，本發(fā)明所述的硫化氫氣體為任意 濃度的硫化氫氣體。
權利要求
一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方法，其特征是，它包括以下步驟a.將烷基鹵化銨、硫氰酸銨、氯化銨、溴化銨或乙酰膽堿的一種與己內(nèi)酰銨按摩爾比為1∶1～10在反應釜中混合均勻，在25～120℃下反應1～10小時，然后將所得液體在20～80℃真空干燥1～10小時，得到己內(nèi)酰胺 四丁基溴化銨離子液體；b.將步驟a所得的己內(nèi)酰胺 四丁基溴化銨離子液體放置于吸收器中，在溫度為20～150℃條件下，將硫化氫氣體通入所述步驟a的己內(nèi)酰胺 四丁基溴化銨離子液體中，所述的離子液體吸收H2S的壓強為常壓，殘余硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收。
2.如權利要求1所述的一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方法，其特征是，所述的烷基鹵化銨為四甲基氟化銨、四甲基氯化銨、四甲基溴化銨、四乙基氟化銨、四乙基氯化銨、四乙基溴化銨、四丙基氟化銨、四丙基氯化銨、四丙基溴化銨、四丁基氟化銨、 四丁基氯化銨、四丁基溴化銨、四戊基氯化銨、四戊基溴化銨、四己基氯化銨、四己基溴化 銨、四庚基氯化銨、四庚基溴化銨、四辛基氯化銨、四辛基溴化銨、四壬基氯化銨、四壬基溴 化銨、四癸基氯化銨、四癸基溴化銨、十一烷基三甲基氯化銨、十一烷基三甲基溴化銨、十二 烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十三烷基三甲基氯化銨、十三烷基三甲基溴化 銨、十四烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十五烷基三甲基氯化銨、十五烷基三 甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨或十六烷基三甲基溴化銨中的一種。
3.如權利要求1所述的一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方法，其特征是，所述烷 基鹵化銨、硫氰酸銨、氯化銨、溴化銨或乙酰膽堿的一種與己內(nèi)酰銨按摩爾比為1 1 5。
4.如權利要求1所述的一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方法，其特征是它包括以 下具體步驟稱取0. 1摩爾己內(nèi)酰銨和0. 1摩爾四丁基溴化銨，將己內(nèi)酰銨加入反應釜中，打開攪拌 器進行攪拌，攪拌轉速為lOOrpm，加入全部四丁基溴化銨，在25°C下反應10h，然后將所得 液體于真空干燥箱中80°C干燥Ih ；將所得的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨離子液體放置于吸收器中，吸收器中放置攪拌轉 子，20°C恒溫，以lOmL/min的速度向吸收器中通入H2S氣體，每隔0. 5h稱量吸收器的重量， 直至恒重，所述的離子液體吸收H2S的壓強為常壓，殘余硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用離子液體吸收硫化氫氣體的方法，它首先將烷基鹵化銨、硫氰酸銨、氯化銨、溴化銨或乙酰膽堿的一種與己內(nèi)酰銨按摩爾比為1∶1～10混合均勻，在25～120℃下反應1～10小時，然后將所得液體在20～80℃真空干燥1～10小時，得到離子液體。其后在溫度為20～150℃條件下，將硫化氫氣體通入所述離子液體中。本發(fā)明的特點是工藝簡單，投資低，吸收率較高，無污染，能耗低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，符合當今社會綠色化學發(fā)展要求。
文檔編號B01D53/52GK101961598SQ20101026949
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權日2010年9月2日
發(fā)明者任愛玲, 段二紅, 郭斌 申請人:河北科技大學