CN102019128A - 用离子液体吸收氯化氢的方法 - Google Patents

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张锁江
张镇
闫瑞一
张香平
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Abstract

本发明涉及化工领域中采用离子液体吸收氯化氢气体。该离子液体具有A+B-的分子结构。其中阳离子A+为N，N′-二烷基取代咪唑、N-烷基取代吡啶，烷基季铵盐类、烷基季磷盐类等阳离子结构，阴离子B-为BF4 -，PF6 -，Cl-等结构。该离子液体可为单一离子液体也可为混合离子液体。当采用该离子液体为吸收剂，在一定温度及压力下对氯化氢气体进行吸收时，具有吸收效率高，平衡时间短，吸收剂可重复利用，绿色无污染等优点。

Description

用离子液体吸收氯化氢的方法
技术领域：
本发明涉及化工领域中采用离子液体吸收氯化氢气体的应用。
背景技术：
在化工领域中，经常用到HCl尾气吸收的场合。例如在生产农药或医药化学品的过程中，含HCl的尾气经常同其他有毒有害气体一起排放出来。又例如在生产PVC的过程中，HCl气体常和PVC单体VCM一起排放出来。近年来，由于多晶硅产业的发展，其生产过程也伴随者大量HCl的排放。氯化氢是具有强腐蚀性和刺激性气味的气体，如果直接排放则对环境危害极大。目前很多HCl尾气吸收方法都是采用水来吸收。然而，采用水吸收混合尾气会导致产生大量含HCl的废水，或者副产低价值的盐酸，并且会影响到回收成分的质量。因此，采用“干法”回收氯化氢气体的技术得到了关注。通过改变温度和压力的方法可以使氯化氢气体和其他组分分离，然而，改变温度和压力并不能完全使氯化氢和其他组分分开，并且此过程需要耗费大量的能量。同时，此方法并不适应于与不易压缩的低沸点组分的分离。因此，希望找到一种不含水分的容易吸收氯化氢的溶剂对其进行分离。
离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，在常温附近呈液态的盐。离子液体作为一种新兴的溶剂和反应介质，其具有不挥发、结构可设计、绿色无毒无污染等特点。在反应、分离等领域得到广泛应用。例如：CN1698928A报道了采用醇胺羧酸盐离子液体吸收SO2气体的方法。CN1709553报道了氨基酸类离子液体用于酸性气体吸收的方法。CN1789783报道了用离子液体贮存和输运气体的方法。CN101468308报道了担载离子液体可逆选择吸附二氧化碳材料及其制备方法。CN101020625A报道了采用离子液体吸收甲基丙烯醛的方法。因此，离子液体应用于吸收过程具有良好的工业应用前景。
基于如上考虑，本发明采用离子液体吸收氯化氢。获得了较好的结果。
本发明的目的之一，是提供一种新的“干法”回收氯化氢气体的方法。即采用离子液体回收氯化氢的方法。
本发明的另一个目的，是提出几种离子液体结构，具有对氯化氢较好的吸收性能。
发明内容：
本发明采用离子液体吸收氯化氢气体。本发明中的离子液体，其阳离子为N，N’-二烷基取代咪唑、N-烷基取代吡啶，烷基季铵盐类、烷基季磷盐类阳离子等结构，其阴离子为BF4 -，PF6 -，Cl-等结构，而且其阴阳离子均不限于上述几种结构。该离子液体可为单一离子液体也可为混合离子液体。本发明采用的离子液体吸收氯化氢，可以以液体形式吸收，也可采用负载于其他载体上吸收的方式。采用上述几种离子液体可以吸收纯的氯化氢气体。也可以吸收含氯化氢的混合气体。
很显著的是，通过本发明采用的吸收剂，氯化氢能够高效的被吸收下来。相比较采用水吸收或改变温度压力的方法，此过程能大大的降低原料消耗、能耗以及相关的操作费用。
具体实施方式：
本发明用以下实例说明，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，变化实施都包含在本发明的技术范围内。
实施例1：将准确称量的[Bmim][BF4]离子液体置于一吸收瓶中，吸收瓶置于25℃的恒温水浴中。常压下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl气体。每隔一定时间称量吸收瓶直到吸收瓶重量不再变化可视其达到平衡。大约8小时达到平衡。最终所吸收的HCl与[Bmim][BF4]离子液体的重量比是0.066。
实施例2：将准确称量的[Bmim][Cl]离子液体置于一吸收瓶中，吸收瓶置于25℃的恒温水浴中。常压下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl气体。每隔一定时间称量吸收瓶直到吸收瓶重量不再变化可视其达到平衡。大约10小时达到平衡。最终所吸收的HCl与[Bmim][Cl]离子液体的重量比是0.314。
实施例3：将准确称量的[Omim][Cl]离子液体置于一吸收瓶中，吸收瓶置于25℃的恒温水浴中。常压下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl气体。每隔一定时间称量吸收瓶直到吸收瓶重量不再变化可视其达到平衡。大约8小时达到平衡。最终所吸收的HCl与[Omim][Cl]离子液体的重量比是0.355。
实施例4：将准确称量的[Bmim][BF4]与[Bmim][PF6]质量比为1∶1的离子液体置于一吸收瓶中，吸收瓶置于25℃的恒温水浴中。常压下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl气体。每隔一定时间称量吸收瓶直到吸收瓶重量不再变化可视其达到平衡。大约10小时达到平衡。最终所吸收的HCl与混合离子液体的重量比是0.166。
实施例5：将准确称量的[BPy][BF4]离子液体置于一吸收瓶中，吸收瓶置于25℃的恒温水浴中。常压下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl气体。每隔一定时间称量吸收瓶直到吸收瓶重量不再变化可视其达到平衡。大约10小时达到平衡。最终所吸收的HCl与[BPy][BF4]的重量比是0.278。
实施例6：将准确称量的[Bmim][BF4]离子液体置于一吸收瓶中，吸收瓶置于25℃的恒温水浴中。以10ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl气体。用背压阀控制吸收瓶中压力使之保持为1MPa。每隔一定时间称量吸收瓶直到吸收瓶重量不再变化可视其达到平衡。大约8小时达到平衡。最终所吸收的HCl与[Bmim][BF4]离子液体的重量比是0.548。
实施例7：将准确称量的[Bmim][PF6]离子液体置于一吸收瓶中，吸收瓶置于25℃的恒温水浴中。以10ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl气体。用背压阀控制吸收瓶中压力使之保持为3MPa。每隔一定时间称量吸收瓶直到吸收瓶重量不再变化可视其达到平衡。大约6小时达到平衡。最终所吸收的HCl与[Bmim][PF6]离子液体的重量比是0.475。
实施例8：将准确称量的[Bmim][BF4]离子液体置于一吸收瓶中，吸收瓶置于0℃的恒温冰水浴中。常压下以10ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl气体。每隔一定时间称量吸收瓶直到吸收瓶重量不再变化可视其达到平衡。大约8小时达到平衡。最终所吸收的HCl与[Bmim][BF4]离子液体的重量比是0.372。
实施例9：将准确称量的[Bmim][Cl]离子液体置于一吸收瓶中，吸收瓶置于70℃的恒温水浴中。常压下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl气体。每隔一定时间称量吸收瓶直到吸收瓶重量不再变化可视其达到平衡。大约12小时达到平衡。最终所吸收的HCl与[Bmim][Cl]离子液体的重量比是0.188。
实施例10：准确称量的[Bmim][Cl]离子液体和硅胶混合，得到负载[Bmim][Cl]20％的[Bmim][Cl]/SiO2。在80℃真空干燥8h.将[Bmim][Cl]/SiO2置于一吸收瓶中，吸收瓶置于50℃的恒温水浴中。常压下以10ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl气体。每隔一定时间称量吸收瓶直到吸收瓶重量不再变化可视其达到平衡。大约6小时达到平衡。最终所吸收的HCl与[Bmim][BF4]/SiO2的重量比是0.113。

Claims (6)

1.一种采用离子液体吸收氯化氢的方法，其特征在于该离子液体具有A+B-的分子结构，其中阳离子A+为N，N’-二烷基取代咪唑、N-烷基取代吡啶，烷基季铵盐类、烷基季磷盐类等阳离子结构，阴离子B-为BF4 -，PF6 -，Cl-等结构，但均不限于上述结构。
2.根据权利要求1所述一种采用离子液体吸收氯化氢的方法，其特征在于该离子液体可为单一离子液体也可为混合离子液体。
3.根据权利要求1所述一种采用离子液体吸收氯化氢的方法，其特征在于该类离子液体吸收的HCl既可以为纯HCl气体，也可以是含有HCl的混合气体。
4.根据权利要求1所述一种采用离子液体吸收氯化氢的方法，其特征在于该类离子液体吸收HCl的温度范围为-50℃至150℃。
5.根据权利要求1所述一种采用离子液体吸收氯化氢的方法，其特征在于该类离子液体吸收HCl的压力范围为1至100个大气压。
6.根据权利要求1所述一种采用离子液体吸收氯化氢的方法，其特征在于该类离子液体可以以液体形式或者负载在其他载体上的形式吸收HCl。
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