[發(fā)明專利]一種環(huán)己基雙胺類離子液體及其在二氧化硫吸收中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010733716.8
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111875504B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周志茂;李世飛;張香平;張鎖江;許世彬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所;北京中富瑞科環(huán)?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: C07C211/17
• 分類號: C07C211/17;B01D53/14
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13128
• 代理人: 李瑞妍

本發(fā)明公開了一種環(huán)己基雙胺類離子液體及其在二氧化硫吸收中的應(yīng)用，屬于離子液體應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。吸收二氧化硫的過程為：(1)含有SO₂的氣體與吸收前的吸收液接觸，以吸收氣體中SO₂形成吸收后的吸收液；吸收前的吸收液包含環(huán)己基雙胺類離子液體和水；(2)對吸收后的吸收液加熱和/或減壓，進行解吸和吸收液再生；(3)將步驟(2)再生的吸收液應(yīng)用于步驟(1)，循環(huán)步驟(2)和步驟(1)實現(xiàn)吸收液的循環(huán)利用。本發(fā)明環(huán)己基雙胺類離子液體毒性低，合成過程簡單，方便規(guī)?；苽洌赏ㄟ^氨基、醛基、羥基與SO₂分子間的多位點氫鍵作用來實現(xiàn)對SO₂高效吸收，采用加熱或減壓方式亦可將SO₂完全解吸出來，具有很好的循環(huán)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及離子液體應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及環(huán)己基雙胺類離子液體在氣體中二氧化硫吸收領(lǐng)域的應(yīng)用。

背景技術(shù)

二氧化硫排放和酸雨污染對生態(tài)環(huán)境和人體健康都會帶來嚴(yán)重影響，氣體中二氧化硫的控制排放是大氣污染控制的主要任務(wù)。為此迫切需要控制和減少二氧化硫氣體的排放，開發(fā)高效、環(huán)保的新材料新工藝用于捕集回收二氧化硫具有重要的意義。

目前，利用石灰石、氨、有機溶劑等傳統(tǒng)工藝捕集二氧化硫氣體具有成本低、捕集速度快、捕集量大等優(yōu)點，但是此類捕集劑存在溶劑易揮發(fā)、腐蝕性強、生成大量低品位副產(chǎn)物、捕集劑不易再生等問題，不符合可持續(xù)發(fā)展的原則。

離子液體因其蒸氣壓低、熱穩(wěn)定性高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)可調(diào)控等特點，得到了各國科研工作者的廣泛關(guān)注。離子液體用于煙氣脫硫領(lǐng)域具有吸收液穩(wěn)定性高，循環(huán)使用性能好等優(yōu)點。發(fā)表了許多關(guān)于離子液體吸收二氧化硫的研究工作，主要包括胍類離子液體、醇胺類離子液體、吡啶類離子液體、咪唑類離子液體、醚基功能化離子液體以及低共熔類離子液體。

雖然離子液體在吸收二氧化硫上展現(xiàn)出了很好的應(yīng)用前景，但大多數(shù)離子液體的粘度非常高，導(dǎo)致傳質(zhì)和傳熱效率低，影響了離子液體的工業(yè)應(yīng)用。此外，實際含二氧化硫的氣體中通常含水，所以應(yīng)該考慮水對離子液體吸收性能的影響。有文獻表明，水與大多數(shù)離子液體有較好的親和性，會與離子液體結(jié)合而使二氧化硫吸收量急劇下降。煙道氣中除了含有水蒸氣還含有氧氣。在脫硫過程中，二氧化硫會被氧化，生成硫酸。而硫酸的形成會破壞離子液體的結(jié)構(gòu)，致使離子液體吸收能力急劇下降最后失活。較昂貴的原料價格，過高的粘度，水穩(wěn)定性差等缺點制約了傳統(tǒng)離子液體的工業(yè)應(yīng)用。因此，基于可再生吸收工藝，開發(fā)高效、可逆、低能耗的應(yīng)用性更強的離子液體脫硫工藝是目前離子液體煙氣脫硫領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

但是目前工業(yè)應(yīng)用的功能化離子液體捕集二氧化硫氣體的方法中，普遍存在捕集量還不夠高、吸收焓高、不易脫附、循環(huán)性能差等問題，影響了其工業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種環(huán)己基雙胺類離子液體及其應(yīng)用，本發(fā)明離子液體每克離子液體的SO₂飽和吸收量可達0.78g/g，毒性低，合成過程簡單，方便規(guī)?；苽?，作為吸收液，可實現(xiàn)對SO₂高效吸收，易于解吸、可循環(huán)利用。

本發(fā)明環(huán)己基雙胺類離子液體結(jié)構(gòu)式為：

R₁和R₂為C_nH_2n(n為整數(shù)，0≤n≤4)，陰離子為無機酸根離子或有機酸根離子的一種或多種。

無機酸根離子為NO₃^-、Cl^-或HSO₃^-中的一種或多種。

有機酸根離子為鄰苯二甲酸根、環(huán)己烷二甲酸根、丙烯酸根、甲基丙烯酸根、甲酸根、乙酸根、丙酸根、乳酸根、苯甲酸根、甲基磺酸根、三氟乙酸根、二氯乙酸根、酒石酸根、檸檬酸根、甲基磺酸根、蘋果酸根、抗壞血酸根中的一種或多種。