[發(fā)明專利]一類陰離子含雙Lewis堿官能團的離子液體化合物及其制法和用途

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310065405.9
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103159632A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 吳有庭;黃寬;蔡大牛;胡興邦;張志炳
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C07C211/63
• 分類號: C07C211/63;C07C209/68;C07C227/18;C07C229/12;C07D233/64;C07D213/80;C07D213/79;C07D295/15;C07D257/04;C07D233/58;C07F9/54;B01D53/78;B01D53
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 黃嘉棟

技術領域

本發(fā)明涉及陰離子一類陰離子同時含有羧酸根和叔胺兩種Lewis堿官能團的功能化離子液體；本發(fā)明還涉及將此類離子液體用于選擇性脫除硫化氫的用途。?

背景技術

硫化氫（H₂S）是一種廣泛存在于天然氣、合成氣、煤氣化氣以及加氫脫硫氣中的劇毒腐蝕性氣體。硫化氫的脫除對于能源的安全利用來說至關重要。脫除后的硫化氫解吸出來后再經(jīng)硫磺回收工藝（如Claus工藝）可轉(zhuǎn)化為硫磺，以便安全存儲并加以有效利用。而在這些管道氣中除甲烷和氮氣等惰性氣體外，通常也含有大量的二氧化碳（CO₂），因此，從高CO₂/H₂S比的管道氣中選擇性脫除H₂S對于提高H₂S分離效率及后續(xù)工藝的效率來說具有極其重要的意義。?

工業(yè)上通常使用叔胺（如MDEA，DIPA）或位阻胺（如TBE，TBEE）水溶液來從高CO₂/H₂S比的管道氣中選擇性脫除H₂S。但使用有機胺水溶液存在許多缺陷，如：有機胺易揮發(fā)，會產(chǎn)生揮發(fā)性有機化合物（VOC）而污染環(huán)境；有機胺易降解變質(zhì)，對設備腐蝕嚴重；吸收劑中含有大量水，水汽易被帶入凈化氣和解吸氣中，且水的潛熱大，升溫解吸過程能耗高；更為重要的是，雖然叔胺水溶液吸收CO₂的速率很慢，但其對CO₂的平衡吸收容量卻很高，導致溶液對H₂S的吸收容量降低，且H₂S脫除分離的選擇性極度依賴于動力學條件的選擇，這給過程設計帶來很大的困難。因此，使用有機胺水溶液來選擇性脫除H₂S并不是一種環(huán)境友好且節(jié)能高效的方法，且其過程設計應用也有諸多制約因素。?

離子液體是近年來興起的一種新型“綠色溶劑”，它是一種在室溫或100℃內(nèi)呈液態(tài)，且由有機陰陽離子組成的有機熔融鹽。離子液體具有揮發(fā)性極低、熔點低、熱穩(wěn)定性高及溶解能力強等優(yōu)點。許多研究表明，離子液體對酸性氣體具有良好的吸收性能，相對惰性氣體的分離選擇性高，且離子液體的幾乎不揮發(fā)性可以有效避免氣體吸收過程中的汽液交叉污染所帶來的一系列環(huán)境問題。另外，相對于傳統(tǒng)的水溶劑來說，離子液體的熱容較低，也不會因揮發(fā)而消耗潛熱，故吸收劑升溫解吸再生過程所需的總能耗（包括顯熱和潛熱兩部分）就較低。因此，離子液體是一種高效、節(jié)能的新型綠色氣體吸收劑。?

目前，對離子液體用于酸性氣體吸收的研究主要集中在CO₂捕集與煙氣脫硫領域，對于H₂S的脫除則關注較少。Jalili?AH等測定了H₂S在一系列咪唑類普通離子液體中的溶解度（J.Chem.Eng.Data.2009,2010;J.Chem.Thermodyn.2009,2010;Fluid.Phase.Equlibr.2010;J.Phys.Chem.B.2012），中國專利CN101961598A也報道了一種用[CPL][TBAB]類離子液體吸收H₂S的方法。雖然H₂S在這些離子液體中的溶解度要大于CO₂，且遠遠大于N₂和CH₄等惰性氣體，但H₂S的溶解度仍然很低，無法與有機胺相比，而且H₂S/CO₂吸收選擇性也較低。開發(fā)既具有高H₂S吸收量，且H₂S/CO₂吸收選擇性好的離子液體H₂S吸收劑對于推動將離子液體用于H₂S的選擇性脫除具有重要意義。?

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有離子液體脫除H₂S技術中存在的問題，本發(fā)明提供一類陰離子同時含有弱Lewis堿性的羧酸根基團和叔胺基團的功能化離子液體，以及將其用于選擇性脫除H₂S的方法。?