專利名稱：一種采用唑基離子液體捕集二氧化硫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用高穩(wěn)定性的唑基堿性離子液體，應(yīng)用于二氧化硫的化學(xué)捕集中，用以實現(xiàn)二氧化硫高容量、低能耗、可循環(huán)的捕集方法，為工業(yè)捕集二氧化硫提供一種新的有潛力的方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，燃煤排放的二氧化硫使大氣環(huán)境惡化，酸雨危害加重，嚴(yán)重影響了人類生存和生態(tài)環(huán)境，煙氣中二氧化硫的脫除引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。如何開發(fā)高效、可逆、低成本的煙氣脫除二氧化硫的新技術(shù)是全球共同關(guān)注的熱點問題。目前，傳統(tǒng)的工業(yè)捕集二氧化硫的方法是石灰、胺溶液法，具有成本低、吸收快、容量大等優(yōu)點，但也存在一些局限性如溶劑易揮發(fā)，生成大量副產(chǎn)、吸收劑不易再生等問題。 近些年來，離子液體由于具有穩(wěn)定性好、揮發(fā)性低、氣體溶解能力強(qiáng)、可設(shè)計性等優(yōu)點，為煙氣中的二氧化硫脫除提供了很好的替代方法。許多研究者采用實驗及理論方法研究了二氧化硫在不同離子液體中的溶解性。如Huang等測定了含四氟硼酸根、雙三氟甲基磺酰亞胺根的不同胍類離子液體吸收二氧化硫的性能，表明這些離子液體在常壓下每摩爾能吸收1 摩爾多二氧化硫，但在減壓下很小。另一種方法是采用功能化的堿性離子液體來進(jìn)行二氧化硫的化學(xué)捕集，如Han等首次采用含乳酸根的胍類離子液體來吸收二氧化硫，每摩爾離子液體可在減壓下吸收1摩爾的二氧化硫，后來一些研究者也發(fā)展了其他含乙酸根、硫酸酯陰離子的咪唑型離子液體，應(yīng)用于二氧化硫的化學(xué)吸收。在目前各種利用離子液體捕集二氧化硫的方法中，物理吸收法盡管易脫吸，但在減壓下吸收容量太小；而化學(xué)吸收盡管吸收容量較大，但穩(wěn)定性不好，循環(huán)性能差。因此，現(xiàn)階段是需要發(fā)展一種二氧化硫吸收容量高(>3摩爾/摩爾)、穩(wěn)定性好、易脫吸的新型離子液體捕集的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種高容量、易脫吸的唑基堿性離子液體捕集二氧化硫的新方法，可實現(xiàn)二氧化硫高容量、低能耗、快速的吸收，其具體技術(shù)方案如下
本發(fā)明是一種采用唑基離子液體捕集二氧化硫的方法，其特征在于以一種高穩(wěn)定的唑基季磷型離子液體為吸收劑，用以吸收二氧化硫氣體，吸收壓力為0. 0001 0. IMPa，吸收溫度為20°C 80°C下，吸收時間為0. 1 2小時；吸收的二氧化硫是十分容易脫附的，脫附溫度在60 120°C之間，脫附時間在0. 1 3小時之間。本發(fā)明所用的唑基季磷型離子液體為十四烷基三己基磷三唑、十四烷基三己基磷四唑、十四烷基三己基磷苯三唑、十四烷基三己基磷咪唑、丙基三己基磷三唑、丙基三己基磷四唑、丙基三己基磷苯三唑、丁基三己基磷三唑、丁基三己基磷四唑、丁基三己基磷苯三唑、丁基三己基磷咪唑、乙基三丁基磷三唑、乙基三丁基磷四唑、乙基三丁基磷苯三唑和乙基三丁基磷咪唑等中的一種。本發(fā)明所用的唑基季磷型離子液體為十四烷基三己基磷四唑。本發(fā)明所述的二氧化硫壓力在0. 01到0. IMI^a之間，二氧化硫吸收溫度在20°C 50°C之間，二氧化硫吸收時間在0. 5 1小時之間，二氧化硫脫附溫度在80°C 110°C之間，二氧化硫脫附時間在0. 4 1小時之間。本發(fā)明所述的離子液體可以以三唑、四唑、苯三唑等和十四烷基三己基磷氫氧化物為原料，通過酸堿中和法反應(yīng)得到，后者可通過強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂法來合成，這些離子液體的穩(wěn)定性很高，分解溫度一般大于300°C。本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，十分新穎，具有如下特性1)由于采用了含多個電負(fù)性氮的唑基離子液體來捕集二氧化硫，使吸收容量明顯提高，常壓下可達(dá)到3. 5摩爾/摩爾離子液體以上；2)由于唑基陰離子上的超共軛作用，分散了氮原子上的電荷，降低了二氧化硫的吸收能，使吸收的二氧化硫易脫吸；3)采用高穩(wěn)定的季磷型堿性離子液體為催化劑，避免了體系吸收二氧化硫后氫鍵網(wǎng)絡(luò)的形成，降低了體系吸收二氧化硫后的粘度，明顯加快了反應(yīng)的速度。
具體實施例方式以下通過實施例將對本發(fā)明作更為全面的描述。 實施例1
在一內(nèi)徑為Icm的5ml玻璃容器中，加入離子液體十四烷基三己基磷三唑([P66614] [Tetz] ) 1. 2g(0. 02mol)，然后緩慢通入二氧化硫氣體，流量60ml/min，壓力0. IMPa，控制吸收溫度為20°C，控制吸收時間為0. 5小時，稱重表明該離子液體中二氧化硫的吸收容量為 3. 72摩爾/摩爾離子液體。 實施例2-7
類似于實施例1，控制二氧化硫氣體壓力為0. 1 MPa，吸收溫度為20°C，改變離子液體的種類，二氧化硫吸收的結(jié)果如下表(表1)
表1不同離子液體種類對二氧化硫捕集的影響
權(quán)利要求
1.一種采用唑基離子液體捕集二氧化硫的方法，其特征在于以一種高穩(wěn)定的唑基季磷型離子液體為吸收劑，用以吸收二氧化硫氣體，吸收壓力為0. 0001 0. IMPa,吸收溫度為 20°C 80°C下，吸收時間為0. 1 2小時；吸收的二氧化硫是十分容易脫附的，脫附溫度在 60 120°C之間，脫附時間在0. 1 3小時之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的唑基季磷型離子液體為十四烷基三己基磷三唑、十四烷基三己基磷四唑、十四烷基三己基磷苯三唑、十四烷基三己基磷咪唑、 丙基三己基磷三唑、丙基三己基磷四唑、丙基三己基磷苯三唑、丁基三己基磷三唑、丁基三己基磷四唑、丁基三己基磷苯三唑、丁基三己基磷咪唑、乙基三丁基磷三唑、乙基三丁基磷四唑、乙基三丁基磷苯三唑和乙基三丁基磷咪唑等中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所用的唑基季磷型離子液體為十四烷基三己基磷四唑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的二氧化硫壓力在0.01到0. IMPa之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的二氧化硫吸收溫度在20°C 50°C之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的二氧化硫吸收時間在0.5 1小時之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的二氧化硫脫附溫度在80°C 110°C 之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的二氧化硫脫附時間在0.4 1小時之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用高穩(wěn)定的堿性離子液體脫除煙氣中二氧化硫的方法，具體得說，是一種以弱堿性的季磷型離子液體為吸收劑，來吸收二氧化硫氣體的方法，其吸收壓力為0.0001～0.1MPa，吸收溫度為20℃～80℃之間，吸收時間為0.1～2小時；脫附溫度在60～120℃之間，脫附時間在0.1～3小時之間。本發(fā)明的技術(shù)方案具有離子液體穩(wěn)定性好、吸收容量高、易脫附等優(yōu)點，是一種較具工業(yè)應(yīng)用潛力的脫除煙氣中二氧化硫的方法。
文檔編號B01D53/78GK102160963SQ201110132899
公開日2011年8月24日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者崔國凱, 李浩然, 王從敏 申請人:浙江大學(xué)