一种离子液型吸收剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种离子液型吸收剂的制备方法，该合成方法简单，反应温度为室温，反应时间短，将离子液应用于吸收有害气体时操作条件温和，达到吸收平衡所花费的时间短；离子液型吸收剂性质稳定并可以循环使用，吸收容量损失较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种离子液型吸收剂的制备方法及其应用，属于有毒污染气体的分离领域。
技术介绍
化石燃料(煤、石油、天然气等)的消耗量不断增加，在使用过程中产生了大量的酸性气体，造成了严重的大气污染。其中产生的酸性气体SO2在大气中可以转化生成含硫的酸性物质，形成酸性降水，对人体健康和生态环境产生有害的影响。因而，SO2气体减排及综合利用受到世界各国的广泛关注。目前，烟气脱硫技术主要可分为1、湿法(石灰石/石灰-石骨法，氨法，有机碱法等)；2、干法(钠法，CaCO3法等)；3、半干法(旋转喷雾干燥技术),其中以湿法脱硫技术应用最广，在发达国家其应用大约占到90%以上。然而，尽管湿法脱硫具有反应速度快，SO2脱除效率高等优点，但是其在工业应用中设备较复杂，吸收再生过程中损失严重，易造成管道腐蚀，在使用过程中存在废水处理等问题，使得整个运行维护费用变高。因此,寻找出一种吸收能力高、热稳定性好、物理化学性质比较稳定、选择性好、不易产生二次污染的新型吸收剂受到人们的广泛关注。离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成、在常温或常温附近温度下呈液体状态的熔融盐，具有几乎可以忽略的蒸气压、热稳定性和化学稳定性好、不可燃、可设计性等特点，在有机化学反应、液体萃取、气体分离、电化学等领域具有极大应用潜力。最近几年，已有部分学者使用离子液作为二氧化硫的吸收剂，并取得较好的吸收效果。例如专利CN101264414A中公开了使用二元羧酸和有机胺在90 160°C，酸碱中和反应2 24h，一步合成离子液，脱硫率可达到90%以上，但该专利中的离子液在合成中，所涉及的部分有机胺非常易挥发，酸碱中和反应时会产生有毒的烟雾，并且离子液合成时间较长；专利 CN1709553A中公开了采用醇胺与有机酸反应合成醇胺离子液用于吸收二氧化硫，但该专利中的醇胺离子液在吸收二氧化硫时，吸收平衡达到的时间长达3h，不利于工业化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种离子液型吸收剂的制备方法，该方法合成时间相对较短，制得的离子液吸收剂吸收二氧化硫气体时，所需的吸收平衡时间短，脱硫率较高。本专利技术离子型吸收剂的制备方法具体内容如下将一元有机酸或二元有机酸与I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、吗啡啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉中的一种混合，并以乙醇或乙醚为溶剂，其中每摩尔有机酸添加 100-200ml溶剂，在室温下搅拌反应0. 5-2. 5h，旋转蒸发除去反应溶剂，最后液体真空干燥即得到离子液型吸收剂。本专利技术中所述一元有机酸为乙酸或乳酸，一元有机酸和I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、吗啡啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉中的一种的混合比例为摩尔比 1:0. 5~1:2。本专利技术中所述二元有机酸为乙二酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸中一种，二元有机酸与I-甲基咪唑、卩比咯烷、N-甲基吡咯烷酮、吗啡啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉中的一种的混合反应比例为摩尔比1:2-3。本专利技术另一目的是将离子液型吸收剂制备方法制得的离子液吸收剂应用于吸收 SO2气体。本专利技术离子液吸收剂使用时，将离子液吸收剂放置于吸收器内，吸收器置于25°C 的恒温水浴中，在常温常压下，对二氧化硫气体进行吸收，20min 50min内可达到平衡，吸收容量为每摩尔离子液吸收I. 7 3. 6摩尔二氧化硫。本专利技术与现有技术相比具有的优点1)离子液合成简单，合成时反应温度为室温，反应时间短，从而降低离子液合成过程中的能耗；2)离子液型吸收剂在吸脱附SO2气体时，操作条件温和，达到吸收平衡所花费的时间相比其他专利的时间的短；3)吸收SO2的离子液，在加热的情况下，SO2能够从离子液中脱附出来并且作为硫资源回收利用；4)离子液型吸收剂相对稳定并可以循环使用，吸收容量损失较低。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术保护范围不局限于所述内容。实施例I :本乳酸盐离子液吸收剂的制备方法及应用，具体内容如下(1)分别称取2摩尔I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、吗啡啉、N-甲基吗啉、 N-乙基吗啉中各试剂，各试剂分别与200ml的溶剂乙醚混合均匀后，置于上置回流冷凝管的三口烧瓶中，在室温25°C下，通过液滴漏斗滴加I摩尔的乳酸，搅拌反应30min，将混合液体在70°C下减压旋转蒸馏去除乙醚和未反应的物质，得到橙色液体，最后将所得液体在真空干燥箱中50°C干燥24小时，即得乳酸盐离子液体；(2)分别准确称取I摩尔的各种乳酸盐离子液体，装入吸收器内，吸收器置于恒温25°C 水浴中，SO2气体以100ml/min的速度通入吸收器中，20min中达到吸收平衡，各离子液体吸收容量分别达到I. 76，I. 71，I. 68，I. 64，I. 61，I. 58摩尔二氧化硫(如表1)，将吸收容量达到饱和的离子液体置于70°C环境中，使SO2脱附，循环使用4次，吸收容量损失很小。表I :各种乳酸盐离子液吸收SO2的结果权利要求1.一种离子液型吸收剂的制备方法，其特征在于将一元有机酸或二元有机酸与I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、吗啡啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉中的一种混合，以乙醇或乙醚为溶剂，其中每摩尔有机酸添加100-200ml溶剂，在室温下搅拌反应0. 5-2. 5h，旋转蒸发除去反应溶剂，最后液体真空干燥即得到离子液型吸收剂。2.根据权利要求I所述的离子液型吸收剂的制备方法，其特征在于一元有机酸为乙酸或乳酸，一元有机酸和I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、吗啡啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉中的一种的混合比例为摩尔比1:0. 5-2。3.根据权利要求I所述的离子液型吸收剂的制备方法，其特征在于二元有机酸为乙二酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸中的一种，二元有机酸与I-甲基咪唑、吡咯烷、N-甲基吡咯烷酮、吗啡啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉中的一种的混合反应比例为摩尔比1:2-3。4.权利要求I所述离子液型吸收剂制备方法制得的离子液吸收剂应用于吸收SO2气体。5.根据权利要求3所述的离子液吸收剂应用于吸收SO2气体，其特征在于在常温常压下进行。全文摘要本专利技术公开了一种离子液型吸收剂的制备方法，该合成方法简单，反应温度为室温，反应时间短，将离子液应用于吸收有害气体时操作条件温和，达到吸收平衡所花费的时间短；离子液型吸收剂性质稳定并可以循环使用，吸收容量损失较低。文档编号B01D53/14GK102600700SQ201210087260公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日专利技术者宁平, 张军, 施玉琨, 瞿广飞 申请人:昆明理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿广飞，张军，施玉琨，宁平，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：