專(zhuān)利名稱(chēng)：一種離子液型吸收劑的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子液型吸收劑的制備方法及其應(yīng)用，屬于有毒污染氣體的分離領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
化石燃料(煤、石油、天然氣等)的消耗量不斷增加，在使用過(guò)程中產(chǎn)生了大量的酸性氣體，造成了嚴(yán)重的大氣污染。其中產(chǎn)生的酸性氣體SO2在大氣中可以轉(zhuǎn)化生成含硫的酸性物質(zhì)，形成酸性降水，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生有害的影響。因而，SO2氣體減排及綜合利用受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。目前，煙氣脫硫技術(shù)主要可分為1、濕法(石灰石/石灰-石骨法，氨法，有機(jī)堿法等)；2、干法(鈉法，CaCO3法等)；3、半干法(旋轉(zhuǎn)噴霧干燥技術(shù)),其中以濕法脫硫技術(shù)應(yīng)用最廣，在發(fā)達(dá)國(guó)家其應(yīng)用大約占到90%以上。然而，盡管濕法脫硫具有反應(yīng)速度快，SO2脫除效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是其在工業(yè)應(yīng)用中設(shè)備較復(fù)雜，吸收再生過(guò)程中損失嚴(yán)重，易造成管道腐蝕，在使用過(guò)程中存在廢水處理等問(wèn)題，使得整個(gè)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用變高。因此,尋找出一種吸收能力高、熱穩(wěn)定性好、物理化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定、選擇性好、不易產(chǎn)生二次污染的新型吸收劑受到人們的廣泛關(guān)注。離子液體是由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子構(gòu)成、在常溫或常溫附近溫度下呈液體狀態(tài)的熔融鹽，具有幾乎可以忽略的蒸氣壓、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好、不可燃、可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)、液體萃取、氣體分離、電化學(xué)等領(lǐng)域具有極大應(yīng)用潛力。最近幾年，已有部分學(xué)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(zhuān)利CN101264414A中公開(kāi)了使用二元羧酸和有機(jī)胺在90 160°C，酸堿中和反應(yīng)2 24h，一步合成離子液，脫硫率可達(dá)到90%以上，但該專(zhuān)利中的離子液在合成中，所涉及的部分有機(jī)胺非常易揮發(fā)，酸堿中和反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒的煙霧，并且離子液合成時(shí)間較長(zhǎng)；專(zhuān)利 CN1709553A中公開(kāi)了采用醇胺與有機(jī)酸反應(yīng)合成醇胺離子液用于吸收二氧化硫，但該專(zhuān)利中的醇胺離子液在吸收二氧化硫時(shí)，吸收平衡達(dá)到的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3h，不利于工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明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(shí)間相對(duì)較短，制得的離子液吸收劑吸收二氧化硫氣體時(shí)，所需的吸收平衡時(shí)間短，脫硫率較高。本發(fā)明離子型吸收劑的制備方法具體內(nèi)容如下
將一元有機(jī)酸或二元有機(jī)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(jī)酸添加 100-200ml溶劑，在室溫下攪拌反應(yīng)0. 5-2. 5h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去反應(yīng)溶劑，最后液體真空干燥即得到離子液型吸收劑。本發(fā)明中所述一元有機(jī)酸為乙酸或乳酸，一元有機(jī)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。
本發(fā)明中所述二元有機(jī)酸為乙二酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸中一種，二元有機(jī)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(yīng)比例為摩爾比1:2-3。本發(fā)明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(yīng)用于吸收 SO2氣體。本發(fā)明離子液吸收劑使用時(shí)，將離子液吸收劑放置于吸收器內(nèi)，吸收器置于25°C 的恒溫水浴中，在常溫常壓下，對(duì)二氧化硫氣體進(jìn)行吸收，20min 50min內(nèi)可達(dá)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。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)
1)離子液合成簡(jiǎn)單，合成時(shí)反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間短，從而降低離子液合成過(guò)程中的能耗；
2)離子液型吸收劑在吸脫附SO2氣體時(shí)，操作條件溫和，達(dá)到吸收平衡所花費(fèi)的時(shí)間相比其他專(zhuān)利的時(shí)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(lái)并且作為硫資源回收利用；
4)離子液型吸收劑相對(duì)穩(wěn)定并可以循環(huán)使用，吸收容量損失較低。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。實(shí)施例I :本乳酸鹽離子液吸收劑的制備方法及應(yīng)用，具體內(nèi)容如下
(1)分別稱(chēng)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(guò)液滴漏斗滴加I摩爾的乳酸，攪拌反應(yīng)30min，將混合液體在70°C下減壓旋轉(zhuǎn)蒸餾去除乙醚和未反應(yīng)的物質(zhì)，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(shí)，即得乳酸鹽離子液體；
(2)分別準(zhǔn)確稱(chēng)取I摩爾的各種乳酸鹽離子液體，裝入吸收器內(nèi)，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(dá)到吸收平衡，各離子液體吸收容量分別達(dá)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(dá)到飽和的離子液體置于70°C環(huán)境中，使SO2脫附，循環(huán)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(jié)果
權(quán)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(jī)酸或二元有機(jī)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(jī)酸添加100-200ml溶劑，在室溫下攪拌反應(yīng)0. 5-2. 5h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去反應(yīng)溶劑，最后液體真空干燥即得到離子液型吸收劑。
2.根據(jù)權(quán)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(jī)酸為乙酸或乳酸，一元有機(jī)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(jù)權(quán)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(jī)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(jī)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(yīng)比例為摩爾比1:2-3。
4.權(quán)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(yīng)用于吸收SO2氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離子液吸收劑應(yīng)用于吸收SO2氣體，其特征在于在常溫常壓下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種離子液型吸收劑的制備方法，該合成方法簡(jiǎn)單，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間短，將離子液應(yīng)用于吸收有害氣體時(shí)操作條件溫和，達(dá)到吸收平衡所花費(fèi)的時(shí)間短；離子液型吸收劑性質(zhì)穩(wěn)定并可以循環(huán)使用，吸收容量損失較低。
文檔編號(hào)B01D53/14GK102600700SQ201210087260
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者寧平, 張軍, 施玉琨, 瞿廣飛 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)