CN101264414B - 一种绿色可循环的so2气体吸收剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种绿色高效可循环的SO2气体吸收剂及其制备方法，所述的吸收剂是一种碱性离子液体，由以下化学式所示的胺的二元羧酸盐：
式中R1、R2、R3、R5、R6、R7选自C1～C8的烃基或取代烃基或为氢(H)，R4选自CnH2n-2或者CmH2m的烃基或取代羟基，其中n＝2～8、m＝0～8。本吸收剂的制备方法是以胺和二元羧酸为原料或者在溶剂中或者无溶剂直接进行反应。SO2的吸收量与吸收剂的摩尔量比高达2∶1，并可脱附多次循环使用，并能快速达到吸、脱附平衡，脱附率＞90％。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种气体吸收剂及其制备方法，具体地说是一种可循环使用的SO2气体吸收剂及其制备与吸附脱附处理。
二、背景技术
SO2是一种酸性气体，在大气中可以转化生成含硫的酸性物质等污染物，对人体健康和生态环境产生有害的影响。近年来，我国大气SO2污染相当严重，导致我国已成为世界上SO2污染最严重的国家之一。如何经济有效地控制燃煤过程和工业烟气中SO2的排放，是我国乃至世界能源和环保领域急需解决的关键性问题。烟气脱硫技术(FGD)被认为是控制燃煤SO2排放最有效的途径之一。目前SO2处理的方法主要可分为：1、钙法(以石灰石/石灰-石膏为主)；2、氨法(氨或碳铵)；3、镁法(氧化镁)；4、钠法(碳酸钠、氢氧化钠)；5、有机碱法；6、活性炭法；7、海水法等。这些工艺及装置存在着运行费用高、占地面积大、废水排放、设备和管道易结垢的问题；同时有些方法的副产石膏或其它产品，销售非常困难，大部分方法在脱硫时产生的物质无法利用，只好将其抛弃，对硫资源造成极大浪费；此外，在脱硫过程中还常常存在二次污染的问题。因此，开发符合国情，简单经济适用，具有自主知识产权脱硫技术乃当务之急，是我国脱硫技术及设备国产化的必经之路。
离子液体是近年发展起来的一种新型物质。离子液体主要有阳离子和阴离子构成，不同结构的阳离子和阴离子组合，产生性质不同的离子液体。离子液体是一类可以在室温及邻近范围为液态的离子型物质，被称为“绿色可设计溶剂”。离子液体脱硫技术能克服传统脱硫方法的缺点，具有较大的应用前景。基于离子液体具有优良的可设计性，通过采用不同的阳、阴离子组合来调节离子液体的物理和化学性质，获得能吸收SO2的离子液体。基于离子液体的液态温度范围宽、溶解范围广、蒸汽压低、稳定性好、酸碱性可调和易于循环利用性质，可以获得绿色高效可循环的吸收SO2气体的吸收剂及其吸脱附处理技术。
基于环境保护要求，已有人用液体作为SO2气体吸收剂。申请号为200510069406.6专利文献中合成液体吸收剂，采用该类液体吸收SO2气体。而合成的物质为醇胺羧酸盐，其阳离子是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和二苷醇胺，阴离子是乙酸和乳酸。申请号为200510073345.0专利文献利用氨基酸类离子液体吸收酸性气体，主要是用来吸收CO2气体，没有SO2吸收实施例，制备得到的氨基酸类离子液体成本高，不利于工业化。该专利文献合成氨基酸离子液体是一种咪唑型离子液体，是将氨基酸作为一个基团，接在五元环的一个氮原子上。
三、发明内容
本发明旨在提供一种绿色高效且可循环使用的离子液体作为SO2气体的吸收剂及其相应的吸、脱附处理方法，所要解决的技术问题是遴选适宜的胺类阳离子和羧酸阴离子并构建相应的制备方法。
本发明所称的SO2气体吸收剂为离子液体吸收剂，是以下化学式所示的胺的二元羧酸盐：
式中R1、R2、R3选自C1～C8的直链或者支链烃基或者有羟基或烯基取代的烃基或者为氢(H)，R1、R2、R3可以相同，也可以不相同，且只能有一个为氢(H)。
R5、R6、R7选自C1～C8的直链或支链烃基或者有羟基或烯基取代的烃基或者为氢(H)，R5、R6、R7可以相同，也可以不相同，且只能有一个为氢(H)。
R4选自CnH2n-2或者CmH2m的直链或者支链的饱和或不饱和烃基或者有羟基取代的烃基，其中n＝2～8、m＝0～8。
具体地说，R1、R2、R3选自甲基或乙基或正丙基或异丙基或正丁基或支链丁基或正戊基或支链戊基或正己基或支链己基或正庚基或支链庚基或正辛基或支链辛基或二异丙醇基或二烯丙基等。
R5、R6、R7选自甲基或乙基或正丙基或异丙基或正丁基或支链丁基或正戊基或支链戊基或正己基或支链己基或正庚基或支链庚基或正辛基或支链辛基或二异丙醇基或二烯丙基等。
有机胺选自三乙胺或者二乙胺或者三正丙胺或者三甲胺或者二异丁胺或者二异丙胺或者三正戊胺或者二正己胺或者二烯丙基胺或者三正辛胺或者二异丙醇胺或者三异辛胺或者三异丙胺或者三正丁胺或者三异戊胺或者三正己胺或者二甲胺或者二正丙胺或者二正丁胺或者二正戊胺或者二异戊胺或者二正辛胺或者二异辛胺或者N，N-二甲基乙基胺或者N，N-二甲基丙基胺或者N，N-二甲基正丁基胺或者N，N-二甲基正戊基胺或者N，N-二乙基甲基胺或者N，N-二乙基丙基胺或者N，N-二乙基正丁基胺或者N，N二乙基正戊基胺或者N，N-二正丙基甲基胺或者N，N-二正丙基乙基胺或者N，N-二正丙基正丁基胺或者N，N-二正丙基正戊基胺或者N，N-二正丁基甲基胺或者N，N-二正丁基乙基胺或者N，N-二正丁基丙基胺或者N，N-二正丁基正戊基胺或者N，N-二正戊基甲基胺或者N，N-二正戊基乙基胺或者N，N-二正戊基丙基胺或者N，N-二正戊基正丁基胺或者N-甲基-N-乙基丙基胺或者N-甲基-N-乙基正丁基胺或者N-甲基-N-乙基正戊基胺或者N-甲基-N-丙基正丁基胺或者N-甲基-N-丙基正戊基胺或者N-乙基-N-丙基正丁基胺或者N-乙基-N-丙基正戊基胺或者N-丙基-N-正丁基正戊基胺或者N-甲基-N-正丁基戊基胺或者N-乙基-N-正丁基正戊基胺等。
二元羧酸选自草酸或者丙二酸或者丁二酸或者羟基丁二酸(DL-苹果酸)或者戊二酸或者己二酸或者庚二酸或者辛二酸或者壬二酸或者癸二酸或者反丁烯二酸或者顺丁烯二酸等。
以上所述的SO2气体吸收剂的制备方法，是以胺和二元羧酸为原料，包括反应过程和分离过程，所述的反应过程是在溶剂中于10～90℃条件下反应2～24小时，所述的溶剂选自蒸馏水或者乙醇或者蒸馏水和乙醇的混合溶剂，反应结束后分离脱去溶剂和过量的反应物得到吸收剂。
以上所述的SO2气体吸收剂的制备方法，是以胺和二元羧酸为原料，包括反应过程和分离过程，所述的反应过程是胺和二元羧酸在90～160℃条件下无溶剂直接反应1～24小时，反应结束后蒸去过量的反应物得到吸收剂。
本吸收剂多为液体，少数为固体粉末状，可以在室温下或10～50℃恒温条件下快速高效地吸收SO2气体，并有极高的选择性。所谓快速是指在1～3小时内即可达到吸附平衡。所谓高效是指首次SO2吸附量与吸收剂的摩尔比≥2.5，多次循环后其吸收摩尔比仍≥1.9。所谓选择性是指可吸收废气比如烟道气、机动车尾气和石油采出气等废气中的SO2。其中一些吸收剂吸附SO2后有晶体析出，脱附后晶体消失。
本吸收剂吸附SO2达到平衡后可以通过加热使SO2脱附，2小时内脱附率一般＞90％，有的高达99％。脱附后的吸收剂仍可以循环使用，在实验室中循环已经大于300多次，仍具有快速、有效的吸附性能。
本发明涉及离子液体吸收和脱附SO2酸性气体优点如下：
a)吸收剂具有选择吸收性，可用于混合气体中SO2的吸收；
b)吸收SO2气体后，大部分吸收剂发生相变，产生固体，易于分离；
c)吸收的SO2能可逆脱附出来并且作为硫资源回收；
d)吸脱附SO2气体操作条件温和，时间短；
e)吸收剂可以循环使用；
f)设备操作简单，对设备要求低；
g)吸收剂物质稳定，吸收剂合成条件温和，时间短。
从该吸收剂中脱附的SO2可以转变为纯的SO2或者其它含硫化合物，可将脱硫与含硫资源的利用相结合，与传统的脱硫工艺相比，缩短了流程，简化了工艺，并且还提高了脱硫效果，具有SO2去除率高、运行费用低、经济效益明显和不产生二次污染的优点。所以离子液体吸收及脱附SO2气体的工艺技术应用前景相当广阔。
四、具体实施方式：
本发明用以下实施例说明，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包括在本发明的技术范围内。
实施例1
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。去结晶水的草酸与三乙胺的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂。温度控制在25℃，滴加三乙胺，并在25℃反应10小时。将混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到三乙胺草酸浅黄色固体。
准确称取三乙胺草酸固体，溶解于少量乙醇中，与等量的活性炭混合，在70℃蒸发除去溶剂，然后将混合物装入吸收器，常温向吸收器中通入二氧化硫气体进行SO2吸收；将吸收平衡的离子液体置于80℃环境中，进行SO2脱附试验。循环使用后，2h达到吸附平衡；1小时达到平衡脱附量90％。
实施例2
将三口烧瓶，冷凝回流管，封口滴液漏斗和搅拌装置组装一起。丙二酸与三乙胺的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂。温度控制在10℃，滴加三乙胺，反应10小时。将混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到三乙胺丙二酸无色离子液体，产率为86.5％。
准确称取三乙胺丙二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃的恒温体系中，向吸收器中通入SO2气体，离子液体变成黄色透明，将吸收平衡的离子液体置于90℃的环境中，进行SO2脱附试验，1小时达到平衡吸收量94.2％，1小时达到脱附平衡，脱附率达到90％。
实施例3
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。丁二酸与三乙胺的摩尔量之比为1∶2，以蒸馏水为溶剂，在40℃反应10小时。放在140℃条件下的加热去除未反应的原料和溶剂，最后得到三乙胺丁二酸浅黄色离子液体。
准确称取三乙胺丁二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于10℃的恒温体系中，向吸收器中通入SO2气体，有晶体产生。将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，3小时可以达到理论值吸附量93.4％，2小时可以完全脱附。50次循环后吸收SO2与三乙胺丁二酸的摩尔比为2，脱附率高于99.5％；100次循环后吸收SO2与三乙胺丁二酸的摩尔比为1.84，脱附率达到99.5％。
实施例4
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。丁二酸与三乙胺的摩尔量之比为1∶2，以蒸馏水为溶剂，在90℃反应8小时。干燥，最后得到三乙胺丁二酸浅黄色离子液体，产率为90％。
丁二酸与三乙胺的摩尔量之比为1∶2，丁二酸以蒸馏水为溶剂，三乙胺以乙醇为溶剂，在60℃反应10小时。之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到三乙胺丁二酸浅黄色离子液体。
将丁二酸与三乙胺按摩尔1∶2.1、1∶2.2和1∶2.3的比例分别装入密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至150℃，反应10h，之后得到的产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到三乙胺丁二酸浅黄色离子液体。
准确称取三乙胺丁二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃的恒温体系中，向吸收器中通入SO2气体，有晶体产生，3小时可以达到理论吸收量的99.2％。将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，2小时可以达到理论脱附量的92.2％。首次SO2的吸收量与离子液体的摩尔比高达2.71。
实施例5
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。己二酸与三乙胺的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂，待体系温度达到30℃时。滴加三乙胺，并持续反应6小时。之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到三乙胺己二酸无色离子液体。
准确称取离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃的恒温体系中，向吸收器中通入SO2气体，有晶体产生，3小时可以达到平衡吸附量的95.9％。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，2小时达到平衡脱附量的90.5％，再进行循环操作。首次SO2的吸收量与离子液体的摩尔比高达2.52。
实施例6
将癸二酸与二异丙醇胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，以乙醇为溶剂，环境温度升至100℃，反应2h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到离子液体。再将吸收剂二异丙醇胺癸二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取二异丙醇胺癸二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于10℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，2小时可以达到平衡吸收量的94.0％。
将吸收平衡的离子液体置于150℃的环境中，进行SO2脱附试验，3小时可以达到平衡脱附量92％，然后再进行循环操作试验。
实施例7
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。癸二酸与三乙胺的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂，待体系温度达到60℃时。滴加三乙胺，并持续反应10小时。干燥，最后得到三乙胺癸二酸透明离子液体。
准确称取三乙胺癸二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃的恒温体系中，向吸收器中通入SO2气体，有晶体产生，1小时达到平衡吸收量的98.3％。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，2小时达到平衡，脱附率达到90％，再进行循环操作。
实施例8
将丁二酸与三异丙胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至90℃，反应2h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到离子液体。再将吸收剂三异丙胺丁二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取三异丙胺丁二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于10℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，2小时可以达到平衡吸收量的93.0％。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验。3小时可以达到平衡脱附量90％，然后再进行循环操作试验。
实施例9
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。DL-苹果酸与三乙胺的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂，待体系温度达到70℃时。滴加三乙胺，并持续反应10小时。之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到三乙胺DL-苹果酸无色离子液体。
准确称取离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃的恒温体系中，向吸收器中通入SO2气体。18分钟SO2吸收量可以达到平衡吸收量的81.1％。
将吸收平衡的离子液体置于150℃的环境中，进行SO2脱附试验，1小时可以达到平衡脱附量85％，进行循环操作。
实施例10
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。己二酸与二乙胺的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂。在60℃反应10小时，之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到二乙胺己二酸浅黄色固体。
准确称取二乙胺己二酸固体，溶解于少量乙醇中，与多孔硅胶混合，在70℃蒸发除去溶剂。常温常压在二氧化硫气氛下进行二氧化硫气体的吸收，半小时即达到吸附平衡。
将吸收平衡的离子液体置于100℃环境中，进行SO2脱附试验，1小时达到平衡，进行循环操作。
实施例11
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。丁二酸与三正丙胺的摩尔量之比为1∶2，以蒸馏水为溶剂，在70℃反应10小时。放在140℃的加热器中去除未反应的原料和溶剂，最后得到三正丙胺丁二酸浅黄色离子液体。
准确称取三正丙胺丁二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于10℃的恒温体系中，向吸收器中通入SO2气体，有晶体产生。将吸收平衡的离子液体置于140℃的环境中，进行SO2脱附试验，3.5小时可以达到理论吸附量93.4％，3小时可以完全脱附。
实施例12
将丁二酸与二异丙胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至160℃，反应3h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到离子液体。再将吸收剂二异丙胺丁二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取二异丙胺丁二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，2小时可以达到平衡吸收量的91.5％。
将吸收平衡的离子液体置于120℃的环境中，进行SO2脱附试验，3小时可以达到平衡脱附量92％，然后再进行循环操作试验。
实施例13
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。丁二酸与三乙胺的摩尔量之比为1∶2，以蒸馏水为溶剂，在90℃反应2小时。之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到三乙胺丁二酸浅黄色离子液体。
准确称取三乙胺丁二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于50℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，3小时可以达到平衡吸收量的96.9％。
将吸收平衡的离子液体置于200℃的环境中，进行SO2脱附试验，0.5小时可以达到理论吸附量的96.1％，进行循环操作。
实施例14
将己二酸与二乙胺按摩尔量1∶2.1比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至150℃，反应2h，之后得到的二乙胺己二酸产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到浅黄色粉末，再将吸收剂二乙胺己二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取二乙胺己二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，1小时可以达到平衡吸收量的90.2％。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验。2小时可以达到平衡脱附量90％，然后再进行循环操作试验。
实施例15
将丙二酸与三异辛胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至160℃，反应2h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于120℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到离子液体。再将吸收剂三异辛胺丙二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取三异辛胺丙二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于10℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，2小时可以达到平衡吸收量的92.0％。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，3小时可以达到平衡脱附量93％，然后再进行循环操作试验。
实施例16
将DL-苹果酸与二乙胺按摩尔量1∶2.1比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至150℃，反应2h，之后得到的二乙胺DL-苹果酸离子液体产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到深黄色离子液体，产率为78.5％。再将吸收剂二乙胺DL-苹果酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取二乙胺DL-苹果酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于10℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，1小时可以达到平衡吸收量的95.0％。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，3小时可以达到平衡脱附量95％，然后再进行循环操作试验。
实施例17
将丙二酸与二正己胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至140℃，反应1h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到离子液体。再将吸收剂二正己胺丙二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取二正己胺丙二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于50℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，3小时可以达到平衡吸收量的91.0％。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，3小时可以达到平衡脱附量90％，然后再进行循环操作试验。
实施例18
将癸二酸与二乙胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至150℃，反应2h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到棕黄色离子液体。再将吸收剂二乙胺癸二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取二乙胺癸二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，2小时可以达到平衡吸收量的92.0％。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，2小时可以达到平衡脱附量92％，然后再进行循环操作试验。
实施例19
将丁二酸与二异丁胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至120℃，反应2h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到离子液体。再将吸收剂二异丁胺丁二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取二异丁胺丁二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于10℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，2小时可以达到平衡吸收量的92.0％。
将吸收平衡的离子液体置于120℃的环境中，进行SO2脱附试验，3小时可以达到平衡脱附量90％，然后再进行循环操作试验。
实施例20
将癸二酸与三甲胺盐酸盐按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至150℃，反应2h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于120℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到浅黄色离子液体。再将吸收剂三甲胺癸二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取三甲胺癸二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，1.5小时可以达到平衡。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，1小时可以达到平衡脱附量80％，然后再进行循环操作试验。
实施例21
将丙二酸与三正辛胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至150℃，反应4h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于120℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到离子液体。再将吸收剂三正辛胺丙二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取三正辛胺丙二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于30℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，2小时可以达到平衡吸收量的93.5％。
将吸收平衡的离子液体置于140℃的环境中，进行SO2脱附试验，3小时可以达到平衡脱附量92％，然后再进行循环操作试验。
实施例22
将DL-苹果酸与三甲胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至150℃，反应2h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到浅黄色离子液体。再将吸收剂三甲胺DL-苹果酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取三甲胺DL-苹果酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于室温下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，2小时可以达到平衡。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，3小时可以达到平衡脱附量90％，然后再进行循环操作试验。
实施例23
将丁二酸与三甲胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至150℃，反应2h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到浅黄色离子液体。再将吸收剂三甲胺丁二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取三甲胺丁二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于室温下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，1小时可以达到平衡吸收量的94.0％。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，然后再进行循环操作试验。
实施例24
将丁二酸与三戊胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至150℃，反应2h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于100℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到离子液体。再将吸收剂三戊胺丁二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取三戊胺丁二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，1小时可以达到平衡吸收量的90.0％。
将吸收平衡的离子液体置于120℃的环境中，进行SO2脱附试验，3小时可以达到平衡脱附量90％，然后再进行循环操作试验。
实施例25
将己二酸与二烯丙基胺按摩尔量1∶2比例在密封容器中，无溶剂合成，环境温度升至90℃，反应3h，之后得到的离子液体产物在敞开的容器中于120℃的环境下蒸发去除未反应的原料，最后得到离子液体。再将吸收剂二烯丙基胺己二酸进行吸脱附SO2试验。
准确称取二烯丙基胺己二酸离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重，2小时可以达到平衡吸收量的96.5％。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，2小时可以达到平衡脱附量90％，然后再进行循环操作试验。
实施例26
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。丁二酸与戊基胺衍生物的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂。戊基胺衍生物主要有N，N-二甲基正戊基胺，N，N-二乙基正戊基胺，N，N-二正丙基正戊基胺，N，N-二正丁基正戊基胺，N-甲基-N-乙基正戊基胺，N-甲基-N-丙基正戊基胺，N-乙基-N-丙基正戊基胺，N-丙基-N-正丁基正戊基胺，N-甲基-N-正丁基正戊基胺，N-乙基-N-正丁基正戊基胺等。在60℃反应15小时，之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到离子液体吸收剂。
准确称取离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，然后再进行循环操作试验。
实施例27
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。丙二酸与乙基胺衍生物的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂。乙基胺衍生物主要有N，N-二甲基乙基胺，N，N-二正丙基乙基胺，N，N-二正丁基乙基胺，N，N-二正戊基乙基胺等。在室温反应15小时，之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到离子液体吸收剂。
准确称取离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重。
将吸收平衡的离子液体置于140℃的环境中，进行SO2脱附试验，然后再进行循环操作试验。
实施例28
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。丁二酸与丙基胺衍生物的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂。丙基胺衍生物主要有N，N-二甲基丙基胺，N，N-二乙基丙基胺，N，N-二正丁基丙基胺，N，N-二正戊基丙基胺，N-甲基-N-乙基丙基胺。在室温反应20小时，之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到离子液体吸收剂。
准确称取离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，然后再进行循环操作试验。
实施例29
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。丙二酸与正丁基胺衍生物的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂。丁基胺衍生物主要有N，N-二甲基正丁基胺，N，N-二正丙基正丁基胺，N，N-二正戊基正丁基胺，N-甲基-N-乙基正丁基胺，N-甲基-N-丙基正丁基胺，N-乙基-N-丙基正丁基胺等。在室温反应15小时，之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到离子液体吸收剂。
准确称取离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，然后再进行循环操作试验。
实施例30
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。己二酸与甲基胺衍生物的摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂。甲基胺衍生物主要有N，N-二乙基甲基胺，N，N-二正丙基甲基胺，N，N-二正丁基甲基胺，N，N-二正戊基甲基胺等。在室温反应24小时，之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到离子液体吸收剂。
准确称取离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，然后再进行循环操作试验。
实施例31
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。丁二酸与三正丁胺，三异戊胺，三正己胺，二正丁胺，二正戊胺，二异戊胺，二正辛胺，二异辛胺按摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂。在室温反应24小时，之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到离子液体吸收剂。
准确称取离子液体置于吸收器中，吸收器置于25℃下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重。
将吸收平衡的离子液体置于100℃的环境中，进行SO2脱附试验，然后再进行循环操作试验。
实施例32
实验装置主要是由三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置。顺丁烯二酸，反丁烯二酸与三乙胺按摩尔量之比为1∶2，以乙醇为溶剂。在50℃下反应12小时，之后将得到的混合液体70℃减压旋转蒸馏去除未反应的原料和溶剂，最后得到离子液体吸收剂。
准确称取离子液体置于吸收器中，吸收器置于室温下，向吸收器中通入SO2气体，每隔一段时间称量吸收器重。
将吸收平衡的离子液体置于120℃的环境中，进行SO2脱附试验，然后再进行循环操作试验。
Claims (3)
1.一种绿色可循环的SO2气体吸收剂，其特征在于：由以下化学式所示的胺的二元羧酸盐：
式中R1、R2、R3选自C1～C8的直链或者支链烃基或者有羟基或烯基取代的烃基或者为氢(H)，R1、R2、R3可以相同，也可以不相同，且只能有一个为氢(H)；
R5、R6、R7选自C1～C8的直链或者支链烃基或者有羟基或烯基取代的烃基或者为氢(H)，R5、R6、R7可以相同，也可以不相同，且只能有一个为氢(H)；
R4选自CnH2n-2或者CmH2m的直链或者支链的饱和或不饱和烃基或者有羟基取代的烃基，其中n＝2～8、m＝0～8。
2.根据权利要求1所述的吸收剂，其特征在于：式中
R1、R2、R3选自甲基或乙基或正丙基或异丙基或正丁基或支链丁基或正戊基或支链戊基或正己基或支链己基或正庚基或支链庚基或正辛基或支链辛基或二异丙醇基或二烯丙基；
R5、R6、R7选自甲基或乙基或正丙基或异丙基或正丁基或支链丁基或正戊基或支链戊基或正己基或支链己基或正庚基或支链庚基或正辛基或支链辛基或二异丙醇基或二烯丙基；
二元羧酸选自草酸或者丙二酸或者丁二酸或者羟基丁二酸或者戊二酸或者己二酸或者庚二酸或者辛二酸或者壬二酸或者癸二酸或者反丁烯二酸或者顺丁烯二酸。
3.权利要求1所述的吸收剂的制备方法，是以胺和二元羧酸为原料，包括反应过程和分离过程，其特征在于：所述的反应过程是胺和二元羧酸在90～160℃条件下无溶剂直接反应1～24小时。
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