一种混合离子液体脱出天然气中CO制造技术

本发明专利技术涉及一种混合离子液体溶剂吸收天然气中CO

【技术实现步骤摘要】
一种混合离子液体脱出天然气中CO2的方法
本专利技术涉及气体吸收
，具体是一种混合离子液体溶剂吸收天然气中CO2的方法。
技术介绍
天然气质量标准中要求CO2的含量不能大于2%，天然气中过高的CO2含量会影响其热值，并且在气体中含有少量水时，CO2溶入水中对钢制设备具有强腐蚀性，在输送之前需要对天然气进行脱出CO2处理。目前，脱除天然气中CO2的方法有化学溶剂法、物理溶剂法、化学物理溶剂法等。化学溶剂法是利用碱性溶液与天然气中的酸性气体进行反应，从而达到脱除二氧化碳的目的，脱碳的化学溶剂法主要有醇胺法和热钾碱法，其中醇胺法作为一种代表性的化学吸收方法广泛应用于脱除天然气中CO2。醇胺法脱碳率较高，但是醇胺溶液容易变质，在受热时会发生分裂和缩聚反应导致其腐蚀性增强。并且醇胺溶液还会与二氧化碳发生变质反应。而物理吸收法由于其流程较简单，吸收剂用量少，再生容易，也是一种脱除天然气中CO2的较佳选择。物理吸收法中低温甲醇洗法由于甲醇价格低廉易得在工业上广泛采用，但是甲醇挥发性高，在吸收过程中会造成溶剂损失，导致水洗和甲醇稀水溶液回收等复杂的工艺。由此可见低温甲醇洗工艺中甲醇的高溶解度和高选择性是以高能耗、高物耗及复杂的溶剂回收工艺为代价得到的。近年来，离子液体由于其蒸汽压低、液态温度范围宽及可设计性强等特性被认为是一种环境友好的溶剂，在气体的吸收和分离方面展现出良好的应用前景。采用溶剂吸收法分离CO2气体混合物，选择合适的吸收剂是提高分离性能的关键，要求吸收剂既要选择性高，又要对CO2溶解度高，但是研究发现采用单一离子液体吸收混合气体中CO2时，存在以下问题：对CO2溶解度高的离子液体，对含CO2的气体混合物的选择性不一定高。其中，研究表明在298K时CO2在不同离子液体中的溶解度大小趋势为[BMIM][Tf2N]>[MeBuPyrr][Tf2N]>[MeBu3N][Tf2N]>[BMIM][BF4]，而离子液体对CO2-CH4体系的选择性大小趋势为[BMIM][BF4]>[BMIM][Tf2N]>[MeBuPyrr][Tf2N]>[MeBu3N][Tf2N]。通过上述分析可知，单一离子液体很难同时满足气体分离过程中高溶解度和高选择性的要求。同时研究结果还表明，与纯离子液体相比，混合离子液体的热稳定性和液态温度范围没有发生大的改变，黏度变小，这将有利于吸收操作的顺利进行。因此，混合离子液体在选择性吸收CO2方面的应用潜力很大。因此，本专利技术提供一种混合离子液体溶剂吸收天然气中CO2的方法来脱出天然气中CO2。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术提供一种混合离子液体溶剂吸收天然气中CO2的方法，有效的实现了天然气中CO2的脱出问题。本专利技术包括相连通的吸收塔和闪蒸罐，还包括以下步骤：确定原料：将CH4和CO2的混合物作为原料；确定吸收剂：将两种离子液体的混合物作为吸收剂；吸收塔处理：使所述的原料以20℃进入所述的吸收塔，使所述的吸收剂以10-30℃进入所述的吸收塔；所述的吸收塔排出混合离子液体吸收剂和CH4气体产品，所述的CH4气体产品中CO2的含量小于0.1%；闪蒸罐处理：所述的吸收塔将混合离子液体吸收剂排入所述的闪蒸罐，所述的闪蒸罐排出再生吸收剂。优选的，在所述的确定吸收剂步骤中：所述的阳离子包括咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季鏻盐类；所述的阴离子包括六氟磷酸根、二氰胺根、双三氟甲磺酰亚胺、四氟硼酸根、硫酸二乙酯。优选的，在所述的吸收塔处理步骤中，所述吸收塔的温度为10-30℃、压力为1-3atm；所述的吸收剂与所述的原料的摩尔流量之比为17：36。优选的，在所述的闪蒸罐处理步骤中，所述的闪蒸罐的温度80-160℃、压力为0.01-0.1atm。优选的，在所述的吸收塔处理步骤中，所述的原料从所述的吸收塔下部进入，所述的吸收剂从所述的吸收塔上部进入。优选的，在所述的吸收塔处理步骤中，所述的CH4气体产品从吸收塔上部被排出；在所述的闪蒸罐处理步骤中，所述的混合离子液体吸收剂从所述的闪蒸罐中部进入。优选的，在所述的确定原料步骤中，所述的CO2的摩尔含量为0.01％-5％并包含端值。优选的，在所述的闪蒸罐处理步骤中，所述的再生吸收剂作为吸收剂再次进入吸收塔内。优选的，在所述的闪蒸罐处理步骤中，所述的闪蒸罐上部排出CO2气体产品，所述的再生吸收剂从所述的闪蒸罐底部被排出。本专利技术针对天然气中CO2的脱出问题做出改进，与现有技术相比，当采用该混合离子液体吸收天然气中CO2时，具有较好的脱碳效果，吸收剂几乎不夹带CH4，同时解决采用单一离子液体作为吸收剂时高溶解度和高选择性难以统一的矛盾，混合离子液体作为吸收剂还可以调节离子液体的黏度和熔点，克服黏度大和熔点高离子液体在低温运输困难的问题；同时混合离子液体呈中性可以避免压缩机、换热器、吸收塔以及闪蒸罐等设备腐蚀，在溶剂回收过程中混合离子液体吸收剂回收率高，可以避免使用传统溶剂吸收气体所带来的高消耗量和环境污染等问题；本专利技术结构简洁，实用性强，实现了CO2的高效脱除，同时最终产品中还将获得能够循环利用的吸收剂，使用成本低廉，能耗较低。附图说明图1为本专利技术中混合离子液体溶剂脱除天然气中CO2的工艺流程示意图。其中，B1为吸收塔，B2为闪蒸塔，F为原料及其流向，S为吸收剂及其流向，D1为CH4气体产品及其流向，D2为CO2气体产品及其流向，W1为混合离子吸收剂及其流向，W2为再生吸收剂及其流向。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图至图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。下面将参照附图描述本专利技术的各示例性的实施例。本专利技术为一种混合离子液体脱出天然气中CO2的方法，其特征在于，包括相连通的吸收塔B1和闪蒸罐B2，还包括以下步骤：确定原料F：将CH4和CO2的混合物作为原料F，所述的CO2的摩尔含量为0.01％-5％并包含端值。确定吸收剂S：将两种离子液体的混合物作为吸收剂S，所述的两种离子液体的质量之比为1:9；所述离子液体的阳离子包括咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季鏻盐类；所述离子液体的阴离子包括六氟磷酸根、二氰胺根、双三氟甲磺酰亚胺、四氟硼酸根、硫酸二乙酯。吸收塔B1处理：使所述的原料F以20℃进入所述的吸收塔B1，使所述的吸收剂S以10-30℃进入所述的吸收塔B1；所述吸收塔B1的温度为10-30℃、压力为1-3atm，所述的原料F从所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合离子液体脱出天然气中CO

【技术特征摘要】
1.一种混合离子液体脱出天然气中CO2的方法，其特征在于，包括相连通的吸收塔B1和闪蒸罐B2，还包括以下步骤：
确定原料F：将CH4和CO2的混合物作为原料F；
确定吸收剂S：将两种离子液体的混合物作为吸收剂S；
吸收塔B1处理：使所述的原料F以20℃进入所述的吸收塔B1，使所述的吸收剂S以10-30℃进入所述的吸收塔B1；
所述的吸收塔B1排出混合离子液体吸收剂W1和CH4气体产品D1，所述的CH4气体产品D1中CO2的含量小于0.1%；
闪蒸罐B2处理：所述的吸收塔B1将混合离子液体吸收剂W1排入所述的闪蒸罐B2，所述的闪蒸罐B2排出再生吸收剂W2。


2.根据权利要求1所述的一种混合离子液体脱出天然气中CO2的方法，其特征在于，在所述的确定吸收剂S步骤中：
所述离子液体的阳离子包括咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季鏻盐类；
所述离子液体的阴离子包括六氟磷酸根、二氰胺根、双三氟甲磺酰亚胺、四氟硼酸根、硫酸二乙酯。


3.根据权利要求1所述的一种混合离子液体脱出天然气中CO2的方法，其特征在于，在所述的吸收塔B1处理步骤中，所述吸收塔B1的温度为10-30℃、压力为1-3atm；
所述的吸收剂S与所述的原料F的摩尔流量之比为17：36。


4.根据权利要求1所述的一种混合离子液体脱出天然气中CO2的方法，其特征在于，在所述的闪蒸罐B2处理步骤中，所述的闪蒸罐B2的温度80...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩敬莉，杨永鹏，杨许召，吴诗德，田俊峰，麻怡，张建强，张盈盈，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41