CN107497251B - 对潮湿气体混合物进行除湿的方法和吸收剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对潮湿气体混合物进行除湿的方法，其中使所述潮湿气体混合物与包含二烷基咪唑鎓盐和磷酸三烷基酯的吸收剂接触。此外，本发明还涉及包含根据本发明的吸收剂的吸收式热泵和根据本发明的吸收剂本身。

Description

对潮湿气体混合物进行除湿的方法和吸收剂
技术领域
本发明涉及对潮湿气体混合物进行除湿的方法，其中使所述潮湿气体混合物与包含二烷基咪唑鎓盐和磷酸三烷基酯的吸收剂接触。此外，本发明还涉及包含根据本发明的吸收剂的吸收式热泵，并涉及根据本发明的吸收剂本身。
背景技术
潮湿气体混合物的除湿在许多技术领域是必要的。
例如，建筑物或车辆的通风和空调通常不仅需要冷却，而且还需要对空气进行除湿，原因是待冷却的空气通常是如此潮湿使得在冷却到所需温度期间温度下降到低于露点温度。因此，在传统的空调系统中，对空气进行除湿占电力消耗的很大一部分。
通过用干燥介质吸附或吸收水对空气进行除湿并随后通过加热到水再次解吸的温度来使载水的干燥介质再生来减少建筑物的空调系统的耗电。与吸附于固体吸附剂上相比，吸收于液体吸收介质中的优点是可以用降低的设备复杂性和较少的干燥介质进行空气除湿，以及载水的干燥介质的再生更容易使用太阳能热进行。
采用潮湿气体混合物的除湿的另一个技术领域是吸收式冷冻器领域(原理描述于WO 2004/079675 A1中；“吸收式冷冻器”与根据本发明的“吸收式热泵”同义使用)。这里，在低压下水蒸发期间形成潮湿气体混合物。这样形成的水蒸气需要从潮湿气体混合物中去除，以便随后可以将所述混合物返回水蒸发以通过新的循环。在这里同样，吸收于液体吸收介质中比吸附于固体吸附介质上有利。
除了在吸收式冷冻器中使用之外，还有另一个需要进行气流干燥的领域。这就是天然气精炼，其对将用于此的离子液体提出了其它要求。
为了在离子液体的帮助下吸收湿气，现有技术提出了一系列离子液体。因此，DE10 2010 004 779 A1提及了例如1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲基磺酸盐、1-丁基-3甲基咪唑鎓双三氟甲磺酰亚胺、氯化1-丁基-3-乙基咪唑鎓。
CN 102335545 A描述了一系列基于烷基磷酸盐的离子液体，即，特别是1,3-二甲基咪唑鎓二甲基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二甲基磷酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑鎓二甲基磷酸盐。
Y.Luo等人，Appl.Thermal Eng.31(2011)2772-2777提出了使用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐来代替溴化锂的水溶液进行空气除湿。然而，该离子液体的缺点是仅有差的吸收能力。
Y.Luo等人，Solar Energy 86(2012)2718-2724提出了离子液体1,3-二甲基咪唑鎓乙酸盐作为1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐的备选物用于空气除湿。M.Kanakubo等人(J.Mol.Liq.217(2016)112-119)也讨论了乙酸盐。
US 2011/0247494 A1提出了用于此目的的另一种离子液体，即，1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙酸盐。
这些离子液体在吸收式冷冻器中的应用也在WO 2013/050242 A1中进行了讨论。
虽然现有技术中描述的这些离子液体非常适合于除湿，但是包含二烷基咪唑鎓离子的离子液体表现出的缺点是，特别是在与气体混合物接触时，释放出导致周围空气的嗅觉污染的化学物质。这在对室内空气除湿时尤其如此并且在诸如冰箱的吸收式冷冻器的情况下是不期望的。因此，寻求这样的吸收剂，通过它可以使这种污染最小化。
发明内容
为此，本发明的目的包括提供一种吸收剂，其中从该吸收剂释放出不良气味物质的倾向特别低。
实现该目的的吸收介质现已令人意外地被发现。
因此，本发明涉及对潮湿气体混合物G1进行除湿的方法，其中使潮湿气体混合物G1与液体吸收介质A1接触，以获得与潮湿气体混合物G1相比具有较低水含量的气体混合物G2和与液体吸收介质A1相比具有升高的水含量的液体吸收介质A2，液体吸收介质A1包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯
Figure BDA0001320203150000031
和至少一种选自Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -、(Q+)2R2OPO3 2-、Q+M+R3OPO3 2-的盐S的混合物，
其中Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，且其中特别是所述烷基各自独立地具有1至10个碳原子，
其中A-是选自R*COO-、R'SO3 -、HSO4 -、R”SO4 -的阴离子，其中R*、R'、R”、RA、RB、RC各自独立地为烷基，特别是具有1至10个碳原子的烷基，
其中R1、R2、R3各自独立地是烷基，特别是具有1至10个碳原子的烷基，
并且其中M+是碱金属离子，优选Li+、K+或Na+，更优选K+或Na+。
在本发明的上下文中，“潮湿(moist)”应理解为表示“包含水、特别是水蒸气”。“除湿”应理解为表示“至少部分地去除水”。
在本发明的上下文中，“至少部分地”应理解为表示“部分地或完全地”。
因此，在本发明的上下文中，“潮湿气体混合物G1”应理解为表示气体混合物G1包含水、优选水蒸气(“水蒸气”应理解为表示气体物理状态下的水)且其组成不以其它方式受到任何特别限制。所述潮湿气体混合物的水含量不受任何特别限制，特别是从0.01体积％至99.99体积％(“体积％”表示基于潮湿气体混合物G1的总体积的水蒸气体积)。潮湿气体混合物G1的组成可以另外根据本发明的方法的应用而变化。潮湿气体混合物G1特别地选自潮湿天然气、潮湿空气(这可以是潮湿室内空气或由吸收式冷冻器中的水蒸发而产生的潮湿空气)，优选潮湿空气。对于潮湿天然气，水含量特别是0.01体积％至15.00体积％，对于潮湿空气，在潮湿室内空气的情况下，所述含量特别是0.01体积％至15.00体积％，或者特别是95.00体积％至99.99体积％(当考虑由吸收式冷冻器中水蒸发产生的潮湿空气时这是优选的范围)。
在该方法中使用的潮湿气体混合物G1的温度特别是2℃至100℃，优选3℃至60℃，更优选4℃至50℃，甚至更优选5℃至40℃，且不以其它方式受任何特别限制。然而，由于在该温度范围内的吸收能力如此好，根据本发明的方法特别适用于对天然气进行除湿，其中所述气体的处理通常在该温度范围内发生。
在根据本发明的方法中，吸收介质A1的温度也优选为10℃至100℃，优选为15℃至80℃，更优选为20℃至50℃，甚至更优选为20℃至30℃。
所述接触可以本领域技术人员已知的任何方式进行，特别是在水吸收单元Wabs1中(下文阐述)。所述接触使得吸收介质A1从潮湿气流气体混合物G1中至少部分地吸收湿气，即水。
根据本发明的方法特别地在装置V1中进行。仅将装置V1限制到它应当适合于进行根据本发明的方法的程度。特别是，可以采用包括以下组成部分(component)的装置V1：
(i)至少一个水吸收单元Wabs1，其设置用于使潮湿气体混合物与液体吸收介质特别是A1接触。
装置V1还任选地包括以下组成部分：
(ii)至少一个水解吸单元Wdes1，其包括热交换器Wx1并设置用于从液体吸收介质特别是A2至少部分地去除水，和
(iii)回路U1，其将水吸收单元Wabs1与水解吸单元Wdes1连接并且借助于该回路液体吸收介质特别是A1和A2可以循环。
因此，根据本发明的方法可以在本领域技术人员熟知的水吸收单元Wabs1中进行。可采用的水吸收单元Wabs1特别是包括本领域技术人员已知的水吸收器。所述吸收器基于增加液体吸收介质A1的表面积并且同时在吸水期间同时实现液体吸收介质A1在水吸收器中的最长可能停留时间的原理。这里特别可能采用选自以下的水吸收器：填充床、喷雾塔(spraycolumn)、降膜(falling-film)、鼓泡塔、板式塔(tray column)、湿式洗涤器(例如文丘里洗涤器)、搅拌槽和这些吸收器的组合。特别优选采用降膜，特别是壳管式降膜(shellandtube falling-film)作为水吸收器。水吸收单元Wabs1可以特别地还包括另外的热交换器Wz1，设置热交换器Wz1使得可将液体吸收介质A1调节到所需温度。
在包括热交换器Wx1的水解吸单元Wdes1中，同样(水)也可以从载水液体吸收介质(特别是A2)取出。水解吸单元Wdes1基于向载水液体吸收介质(特别是A2)供热、增加载水液体吸收介质A1的表面积并且同时实现载水液体吸收介质(特别是A2)在水解吸单元Wdes1中的最长可能停留时间的原理。
可用的包括热交换器Wx1的水解吸单元Wdes1特别包括本领域技术人员已知的热交换器和水解吸器的组合，特别是具有上游热交换器(特别是管壳式热交换器、板框式热交换器)的水平管式蒸发器。此外，包括热交换器Wx1的水解吸单元Wdes1也可以是具有集成的热交换器的水解吸器。这样的具有集成热交换器的水解吸器特别是升膜(climbing film)蒸发器、长管垂直蒸发器、短管垂直蒸发器、强制循环蒸发器、搅拌薄膜蒸发器。特别优选采用降膜(特别是壳管式降膜)作为水解吸单元Wdes1。
在回路U1中，特别是，来自水吸收单元Wabs1的载水液体吸收介质A2被引导到水解吸单元Wdes1，甚至更优选(特别地当根据本发明的方法连续地进行时)来自水吸收单元Wabs1的液体吸收剂被引导到水吸收单元Wabs1。
回路U1特别是导管，特别选自管、软管(hose)。
在另一个优选的实施方案中，回路U1还包括泵。
在接触潮湿气体混合物G1期间优选冷却吸收介质A1，以便从潮湿气体混合物G1吸收尽可能多的湿气。这可以例如通过水吸收单元Wabs1中的另外的热交换器Wz1来实现。
在根据本发明的方法中，潮湿气体混合物G1与液体吸收介质A1接触以获得与潮湿气体混合物G1相比具有较低水含量的气体混合物G2和与液体吸收介质A1相比具有升高的水含量的液体吸收介质A2，液体吸收介质A1包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯
Figure BDA0001320203150000051
和至少一种选自Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -、(Q+)2R2OPO3 2-、Q+M+R3OPO3 2-的盐S的混合物，
其中Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中特别是所述烷基各自独立地具有1至10个、优选1至8个、更优选1至6个、还更优选1至4个、甚至更优选1或2个碳原子，
其中A-是选自R*COO-、R'SO3 -、HSO4 -、R”SO4 -的阴离子，其中R*、R'、R”、RA、RB、RC、R1、R2、R3各自独立地为烷基，特别是具有1至10个、优选1至8个、更优选1至6个、还更优选1至4个、甚至更优选1或2个碳原子的烷基，
并且其中M+是碱金属离子，优选Li+、K+或Na+，更优选K+或Na+。
在根据本发明的方法的一个优选的实施方案中，盐S选自Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -，且Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中所述烷基各自独立地具有1至6个、优选1至4个、更优选1或2个碳原子，且A-是选自R*COO-、R'SO3 -、R”SO4 -的阴离子，其中R*、R1、R'、R”、RA、RB、RC各自独立地是具有1至6个、优选1至4个、更优选1或2个碳原子的烷基。
在根据本发明的方法的一个更优选的实施方案中，盐S具有通式Q+(R1O)2PO2 -，且Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中所述烷基各自独立地是甲基或乙基，且R1、RA、RB、RC各自独立地是甲基或乙基。
在根据本发明的方法的一个还更优选的实施方案中，盐S具有通式Q+(R1O)2PO2 -，且Q+选自1,3-二甲基咪唑鎓、1,3-二乙基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓，且RA、RB、RC、R1各自独立地是甲基或乙基。甚至更优选地，则Q+是1-乙基-3-甲基咪唑鎓且RA、RB、RC、R1各自独立地是甲基或乙基。
此外，在根据本发明的方法的所有上述实施方案中，特别优选的是，RA、RB、RC各自独立地选自甲基、乙基，更优选RA＝RB＝RC＝甲基或RA＝RB＝RC＝乙基，特别优选RA＝RB＝RC＝乙基。
液体吸收介质A1可以以结构(I)的磷酸三烷基酯与盐S的纯混合物的形式用于根据本发明的方法中。备选地且更优选地，在根据本发明的方法中，液体吸收介质A1是水溶液，其中特别是所有结构(I)的磷酸三烷基酯和所有盐S的总重量在65重量％至95重量％的范围内，基于所述水溶液的总重量计算。还更优选地，A1中的所有结构(I)的磷酸三烷基酯和所有盐S的总重量在70重量％至90重量％的范围内，甚至更优选在75重量％至87重量％的范围内，基于所述水溶液的总重量计算。
在根据本发明的方法中，在吸收介质A1中所有结构(I)的磷酸三烷基酯与盐S的比率不受任何进一步的限制。然而，优选在根据本发明的方法中采用这样的吸收介质A1，其中所有结构(I)的磷酸三烷基酯的总重量与所有盐S的总重量的比率在1:9999至1:9、更优选1:9999至1:99、还更优选1:9999至1:999的范围内。
在根据本发明的方法中得到的气体混合物G2(其与潮湿气体混合物G1相比具有较低的水含量)则代表在对天然气进行除湿的情况下可供应到发电装置(power generation)的经除湿气流。
在根据本发明的方法中得到的液体吸收介质A2与液体吸收介质A1相比具有升高的水含量。应当理解，就其包含的盐S和其包含的结构(I)的磷酸三烷基酯而言，A2与A1相同，优选仅通过其水含量来区分。
在根据本发明的方法的一个优选的实施方案中，在另外的步骤[“任选的步骤b)”，其中根据本发明的方法在本文中应理解为“步骤a)”]，随后从液体吸收介质A2至少部分地去除水以获得与液体吸收介质A2相比具有较低水含量的液体吸收介质A3。这里将热另外供应到液体吸收介质A2。供热和所述至少部分去除可以以本领域技术人员已知的任何方式实现，特别是在包括热交换器Wx1的水解吸单元Wdes1中。从液体吸收介质A2中至少部分地去除水提供与液体吸收介质A2相比具有较低水含量的液体吸收介质A3。
应当理解，就其包含的盐S和其包含的结构(I)的磷酸三烷基酯而言，液体吸收介质A3与A2相同，优选仅通过其水含量来区分。
在另一个优选的实施方案中，根据本发明的方法以连续方式进行。这应理解为特别是表示：在步骤b)之后，步骤a)和b)至少再执行一次，并且在每种情况下在额外进行的步骤a)中采用的液体吸收介质A1至少部分地为得自先前刚刚进行的步骤b)的液体吸收介质A3，即，特别是，在每种情况下在额外进行的步骤a)中采用的液体吸收介质A1的水含量与来自紧接的前一步骤b)的液体吸收介质A3中的水含量相同。
还更优选，在该实施方案中，由液体吸收介质A3向液体吸收介质A2供给热。这可以在另外的热交换器Wy1中进行，特别是选自壳管式热交换器和板框式热交换器。这使得可能以特别高能效的方式进行根据本发明的方法。
在另一方面，本发明还涉及用于对潮湿气体混合物、特别是潮湿空气进行除湿的装置V2，其包括以下组成部分：
(i)液体吸收介质A1*，其包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯
Figure BDA0001320203150000081
和至少一种选自Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -、(Q+)2R2OPO3 2-、Q+M+R3OPO3 2-的盐S的混合物，
(ii)至少一个水吸收单元Wabs2，其设置用于使所述潮湿气体混合物与液体吸收介质A1*接触，
(iii)至少一个水解吸单元Wdes2，其包括热交换器Wx2并设置用于从液体吸收介质A1*至少部分地去除水，和
(iv)回路U2，其将水吸收单元Wabs2与水解吸单元Wdes2连接并且借助于该回路液体吸收介质A1*可以循环，
其特征在于
其中Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中特别是所述烷基各自独立地具有1至10个、优选1至8个、更优选1至6个、还更优选1至4个、甚至更优选1或2个碳原子，
其中A-是选自R*COO-、R'SO3 -、HSO4 -、R”SO4 -的阴离子，
其中R*、R'、R”、RA、RB、RC、R1、R2、R3各自独立地为烷基，特别是具有1至10个、优选1至8个、更优选1至6个、还更优选1至4个、甚至更优选1或2个碳原子，
并且其中M+是碱金属离子，优选Li+、K+或Na+，更优选K+或Na+。
根据本发明的装置V2适用于对潮湿气体混合物、特别是潮湿空气进行除湿。所述装置包括以下组成部分(component)：
作为第一组成部分，根据本发明的装置V2包括液体吸收介质A1*，其包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯
Figure BDA0001320203150000091
和至少一种选自Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -、(Q+)2R2OPO3 2-、Q+M+R3OPO3 2-的盐S的混合物，
Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中特别是所述烷基各自独立地具有1至10个、优选1至8个、更优选1至6个、还更优选1至4个、甚至更优选1或2个碳原子，
其中A-是选自R*COO-、R'SO3 -、HSO4 -、R”SO4 -的阴离子，
其中R*、R'、R”、RA、RB、RC、R1、R2、R3各自独立地为烷基，特别是具有1至10个、优选1至8个、更优选1至6个、还更优选1至4个、甚至更优选1或2个碳原子，
并且其中M+是碱金属离子，优选Li+、K+或Na+，更优选K+或Na+。
在根据本发明的装置V2的一个优选的实施方案中，在A1*中，盐S选自Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -，且Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中所述烷基各自独立地具有1至6个、优选1至4个、更优选1或2个碳原子，且A-是选自R*COO-、R'SO3 -、R”SO4 -的阴离子，其中R*、R1、R'、R”、RA、RB、RC各自独立地是具有1至6个、优选1至4个、更优选1或2个碳原子的烷基。
在根据本发明的装置V2的更优选的一个实施方案中，在A1*中，盐S具有通式Q+(R1O)2PO2 -，且Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中所述烷基各自独立地是甲基或乙基，且R1、RA、RB、RC各自独立地是甲基或乙基。
在根据本发明的装置V2的还更优选的一个实施方案中，在A1*中，盐S具有通式Q+(R1O)2PO2 -，且Q+选自1,3-二甲基咪唑鎓、1,3-二乙基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓，且RA、RB、RC、R1各自独立地是甲基或乙基。甚至更优选的是，Q+则是1-乙基-3-甲基咪唑鎓且RA、RB、RC、R1各自独立地是甲基或乙基。
此外，在根据本发明的装置V2的所有上述实施方案中，特别优选的是，在A1*中，RA、RB、RC各自独立地选自甲基、乙基，更优选RA＝RB＝RC＝甲基或RA＝RB＝RC＝乙基，特别优选RA＝RB＝RC＝乙基。
在根据本发明的方法中液体吸收介质A1*可以以结构(I)的磷酸三烷基酯和盐S的纯混合物的形式使用。备选地且更优选地，在根据本发明的方法中，液体吸收介质A1*是水溶液，其中特别是所有结构(I)的磷酸三烷基酯和所有盐S的总重量在65重量％至95重量％的范围内，基于所述水溶液的总重量计算。还更优选地，A1*中的所有结构(I)的磷酸三烷基酯和所有盐S的总重量在70重量％至90重量％的范围内，甚至更优选在75重量％至87重量％的范围内，基于所述水溶液的总重量计算。
在液体吸收介质A1*中所有结构(I)的磷酸三烷基酯与盐S的比率不受任何进一步的限制。然而，优选在根据本发明的装置V2中使用这样的吸收介质A1*，其中所有结构(I)的磷酸三烷基酯的总重量与所有盐S的总重量的比率在1:9999至1:9、更优选1:9999至1:99、甚至更优选1:9999至1:999的范围内。
作为第二组成部分，根据本发明的装置V2包括设置用于使潮湿气体混合物与液体吸收介质A1*接触的水吸收单元Wabs2。水吸收单元Wabs2可以特别是包括设置成使得液体吸收介质A1*可冷却的另外的热交换器Wz2。该类型的可采用的水吸收单元Wabs2特别是包括本领域技术人员已知的水吸收器。所述吸收器基于增加液体吸收介质A1*的表面积并同时在吸水期间中实现液体吸收介质A1*在水吸收器中的最长可能停留时间的原理。这里特别可能使用选自以下的水吸收器：填充床、喷雾塔、降膜、鼓泡塔、板式塔、湿式洗涤器(例如文丘里洗涤器)、搅拌槽和这些吸收器的组合。特别优选使用降膜(特别是壳管式降膜)作为水吸收器。
作为第三组成部分，根据本发明的装置V2包括水解吸单元Wdes2，其包括热交换器Wx2并设置用于从液体吸收介质A1*至少部分地去除水。特别地，为此可以使用本领域技术人员已知的热交换器和水解吸器的组合。水解吸单元Wdes2基于向液体吸收介质A1*供给热、增加液体吸收介质A1*的表面积并同时实现液体吸收介质A1*在水解吸单元水中的最长可能停留时间的原理。
可采用的包括热交换器Wx2的水解吸单元Wdes2包括特别是本领域技术人员已知的热交换器和水解吸器的组合，特别是具有上游热交换器(特别是管壳式热交换器、板框式热交换器)的水平管式蒸发器。此外，包括热交换器Wx2的水解吸单元Wdes2也可以是具有集成的热交换器的水解吸器。这样的具有集成的热交换器的水解吸器特别是升膜蒸发器、长管垂直蒸发器、短管垂直蒸发器、强制循环蒸发器、搅拌薄膜蒸发器。特别优选采用降膜、特别是壳管式降膜作为水解吸单元Wdes2。
作为第四组成部分，根据本发明的装置V2包括将水吸收单元Wabs2与水解吸单元Wdes2连接的回路U2，借助于回路U2，液体吸收介质A1*可以循环。回路U2优选地是导管，更优选选自管、软管。在另一个优选的实施方案中，回路U2还包括泵。
在一个优选的实施方案中，装置V2还包括另外的热交换器Wy2(除了包含在水解吸单元Wdes2中的热交换器Wx2之外)。设置热交换器Wy2使得可以供给从水吸收单元Wabs2送到水解吸单元Wdes2的液体吸收介质A1*来自被引导离开水解吸单元Wdes2的液体吸收介质A1*的热。这可以通过采用特别是选自壳管式热交换器、板框式热交换器的热交换器作为热交换器Wy2来确保。
在另一个优选的实施方案中，装置V2是吸收式热泵的一部分。所述吸收式热泵则包括作为另外的组成部分的冷凝器、蒸发器和冷却剂，其中所述冷却剂是水。
特别地，所述冷凝器经由导管连接到水解吸单元Wdes2并设置用于冷凝在水解吸单元Wdes2中从液体吸收介质A1*至少部分地去除的水。所述冷凝器优选还包括冷却水回路。
特别地，所述蒸发器经由导管(其可以包括节流机构)连接到冷凝器并且经由另外的导管连接到水吸收单元Wabs2，并设置用于蒸发来自冷凝器的冷凝水。所述蒸发器优选还包括<1巴、更优选<0.1巴的压力，以允许在最低可能温度下蒸发冷凝水。所述蒸发器还可以优选地另外包括可以从中取出热并使得冷凝水可以蒸发的装置(例如其中冷却剂被送入水在其中蒸发的空间的冷却剂导管)。
最后，本发明还涉及吸收介质A1*本身，其中吸收介质A1*包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯
Figure BDA0001320203150000121
和至少一种选自Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -、(Q+)2R2OPO3 2-、Q+M+R3OPO3 2-的盐S的混合物，
其中Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中特别是所述烷基各自独立地具有1至10个、优选1至8个、更优选1至6个、还更优选1至4个、甚至更优选1或2个碳原子，
其中A-是选自R*COO-、R'SO3 -、HSO4 -、R”SO4 -的阴离子，
其中R*、R'、R”、RA、RB、RC、R1、R2、R3各自独立地为烷基，特别是具有1至10个、优选1至8个、更优选1至6个、还更优选1至4个、甚至更优选1或2个碳原子的烷基，
并且其中M+是碱金属离子，优选Li+、K+或Na+，更优选K+或Na+。
在根据本发明的吸收介质A1*的一个优选的实施方案中，在所述介质中，盐S选自Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -，且Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中所述烷基各自独立地具有1至6个、优选1至4个、更优选1或2个碳原子，且A-是选自R*COO-、R'SO3 -、R”SO4 -的阴离子，其中R*、R1、R'、R”、RA、RB、RC各自独立地是具有1至6个、优选1至4个、更优选1或2个碳原子的烷基。
在根据本发明的吸收介质A1*的一个更优选的实施方案中，在所述介质中，盐S具有通式Q+(R1O)2PO2 -，且Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中所述烷基各自独立地是甲基或乙基，且R1、RA、RB、RC各自独立地是甲基或乙基。
在根据本发明的吸收介质A1*的一个还更优选的实施方案中，在所述介质中，盐S具有通式Q+(R1O)2PO2 -，且Q+选自1,3-二甲基咪唑鎓、1,3-二乙基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓，且RA、RB、RC、R1各自独立地是甲基或乙基。甚至更优选地，Q+则是1-乙基-3-甲基咪唑鎓，RA、RB、RC、R1各自独立地是甲基或乙基。
此外，在根据本发明的吸收介质A1*的所有上述实施方案中，特别优选的是，在A1*中RA、RB、RC各自独立地选自甲基、乙基，更优选RA＝RB＝RC＝甲基或RA＝RB＝RC＝乙基，特别优选RA＝RB＝RC＝乙基。
液体吸收介质A1*可以结构(I)的磷酸三烷基酯和盐S的纯混合物的形式存在。备选地且更优选地，液体吸收介质A1*是水溶液，其中特别是所有结构(I)的磷酸三烷基酯和所有盐S的总重量在65重量％至95重量％的范围内，基于所述水溶液的总重量计算。还更优选地，A1*中所有结构(I)的磷酸三烷基酯和所有盐S的总重量在70重量％至90重量％的范围内，甚至更优选在75重量％至87重量％的范围内，基于所述水溶液的总重量计算。
在液体吸收介质A1*中所有结构(I)的磷酸三烷基酯与盐S的比率不受任何进一步的限制。在液体吸收介质A1*中，所有结构(I)的磷酸三烷基酯的总重量与所有盐S的总重量的比率优选在1:9999至1:9、更优选在1:9999至1:99，还更优选在1:9999至1:999的范围内。
附图说明
下面阐述的图1和图2示出了根据本发明的方法和根据本发明的装置的优选的实施方案。
图1(缩写成“Fig.1”)示出了根据本发明的装置V2/V1的实施方案。
图2(缩写成“Fig.2”)以示意性方式示出了装置V2集成到其中的吸收式冷冻器。
具体实施方案
图1中所示的装置V1包括水吸收单元Wabs1<103>(具有任选的另外的热交换器Wz1<104>)，导管<101>引向该单元，导管<102>引出该单元；水解吸单元Wdes1，其包括热交换器Wx1<108>和水解吸器<109>，并且导管<111>引向该单元，导管<110>、<112>和<113>引出该单元；和由导管<106>、<111>和<113>或者<106>、<111>、<112>和<105>形成的回路U2(在每种情况下任选地具有导管<114>)。图1中的装置还可以任选地包括另外的热交换器Wy1<107>，导管<106>和<112>引向该热交换器，导管<105>和<111>引出该热交换器。此外，装置V1还包括液体吸收介质A1。所述介质位于上述组成部分水吸收单元Wabs1、水解吸单元Wdes1、回路U1的一个或多个中。水吸收单元Wabs1<103>任选地还可以包括另外的热交换器Wz1<104>，液体吸收介质A1可以用该热交换器变到例如10℃至100℃、优选15℃至80℃、更优选为20℃至50℃、还更优选为20℃至30℃的温度。任选地，回路U2还可以另外包括用于输送液体吸收介质A1的泵。
现在将使用图1参考装置V1说明性地描述根据本发明的方法：
经由导管<101>将具有例如2℃至100℃的温度的潮湿气体混合物G1的流(所述流可以是潮湿空气、潮湿天然气或潮湿气体混合物，关于该选项还参见图2)供应到水吸收单元Wabs1<103>并且在那里与经由导管<105>或经由导管<113>供应到水吸收单元Wabs1<103>的液体吸收介质A1接触。水吸收单元Wabs1<103>可以是上文针对Wabs1举出的任何水吸收器，特别是降膜。在水吸收单元Wabs1<103>中，使经由导管<101>供给的气体混合物G1与经由导管<105>或经由导管<113>供给的液体吸收介质A1接触，得到与液体吸收介质A1相比具有升高的水含量的液体吸收介质A2和经由导管<102>排出的气体混合物G2的流，其中G2具有与潮湿气体混合物G1相比较低的水含量。取决于应用，G2特别是经除湿的天然气。水吸收单元Wabs1<103>可以任选地还包括另外的热交换器Wz1<104>，液体吸收介质A1可以通过该换热器调节到例如10℃至100℃、优选地15℃至80℃、更优选地20℃至50℃、还更优选地20℃至30℃范围内的温度。优选地，液体吸收介质A2随后经由导管<106>、<111>和热交换器Wy1<107>(或者，当不使用热交换器Wy1<107>时，经由导管<106>、<111>和<114>)被送到由热交换器Wx1<108>和水解吸器<109>组成的水解吸单元Wdes1。可以在任选的热交换器Wy1<107>中向载水液体吸收介质A2另外供热。随后在水解吸器<109>中从液体吸收介质A2中至少部分地去除水，以提供与液体吸收介质A2相比具有较低水含量的液体吸收介质A3。随后去除的水经由导管<110>作为液体或蒸气、优选作为蒸气从水解吸器<109>排出。随后液体吸收介质A3从水解吸器<109>排出并返回到水吸收单元Wabs1<103>。这可以直接进行，即通过图1中以虚线形式示出的导管<113>来进行。备选地且优选地，液体吸收介质A3还可以经由导管<112>供应到任选的热交换器Wy1<107>，其中随后由经由导管<112>供应到任选的热交换器Wy1<107>的液体吸收介质A3向经由导管<106>供应到任选的热交换器Wy1<107>的液体吸收介质A2供应热。一旦浓缩的液体吸收介质A3已经经由导管<105>或<113>供应到水吸收单元Wabs1，则所述介质重新用作A1，用于在新的循环中对气流进行至少部分地除湿。
图2(简称为“Fig.2”)以示意性方式示出了装置V2集成到其中的吸收式冷冻器。对于图1中所示的装置V2示出了构成部分<101>至<114>。另外，图2中的吸收式冷冻器还包括冷凝器<211>，其经由导管<110>连接到水解吸单元Wdes2<109>并设置用于冷凝在水解吸单元Wdes2中从液体吸收介质A1*至少部分地去除的水。冷凝器<211>优选地还包括热交换器<212>，用该热交换器可供应冷却水。
图2中所示的吸收式冷冻器还包括经由导管<216>(其可任选地包括节流机构<213>)连接到冷凝器<211>并且经由导管<101>与水吸收单元Wabs2连接的蒸发器<214>。蒸发器<214>设置来蒸发来自冷凝器的冷凝水。此外，蒸发器<214>可进一步优选地还包括热交换器<215>，该热交换器<215>提供介质、从该介质中取的热从而使冷凝水蒸发(例如，冷却剂导管，具有特别是水作为冷却剂，该冷却剂被送入蒸发器<214>)。
在根据本发明的方法的一个实施方案中(在下文中使用图2参考装置V1描述)，源自蒸发器<214>的潮湿气体混合物G经由导管<101>被送到水吸收单元Wabs1<103>。在水解吸单元Wdes1中去除的水经由导管<110>供应到冷凝器<211>，其中所述水被再冷凝。安装在冷凝器中的作为热交换器<212>的冷却水回路任选地同样地用于此。冷凝水随后经由导管<216>供应到蒸发器<214>，其中水的蒸发特别是在低压下进行，从而产生冷却效果。这也可任选地使用节流机构<213>进行。这在蒸发器<214>中实现了冷却作用，并且例如，可以经由热交换器<215>冷却冷却剂。随后产生的水蒸气经由管道<101>返回水吸收单元Wabs1<103>。
以下实施例旨在阐明本发明，而不以任何方式限制本发明。
实施例
为了模拟分解，将0.1g 1-乙基-3-甲基咪唑鎓二乙基磷酸盐(“EMIM DEP”，根据WO2004/016631 A1制备)和磷酸三乙酯(“TEP”；购自Sigma Aldrich；CAS号：78-40-0)的以下混合物在150℃下温育(incubate)20分钟。
C1：85重量％的EMIM DEP和15重量％的H2O的混合物；
I1：75重量％的EMIM DEP、15重量％的H2O、10重量％的TEP的混合物；
I2：80重量％的EMIM DEP、15重量％的H2O、5重量％的TEP的混合物；
I3：84重量％的EMIM DEP、15重量％的H2O、1重量％的TEP的混合物。
温育之后，通过气相色谱和质谱法研究气相中的分解产物N-甲基咪唑。
使用火焰离子化检测器测得的N-甲基咪唑峰的强度峰的面积与气相中的比率直接成正比。
而在样品C1中观察到明显的N-甲基咪唑峰，该峰在样品I1、I2、I3中不存在。这表明了磷酸三乙酯令人意外的稳定效果。
对于其它磷酸三烷基酯也可观察到相应的结果。

Claims (14)

1.对潮湿气体混合物G1进行除湿的方法，其中使潮湿气体混合物G1与液体吸收介质A1接触以获得与潮湿气体混合物G1相比具有较低水含量的气体混合物G2和与液体吸收介质A1相比具有升高的水含量的液体吸收介质A2，液体吸收介质A1包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯
Figure DEST_PATH_IMAGE001
和至少一种选自Q+(R1O)2PO2 -的盐S的混合物，
其中Q+是1-乙基-3-甲基咪唑鎓其中RA、RB、RC、R1各自是乙基。
2.根据权利要求1所述的方法，其中液体吸收介质A1是水溶液。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在液体吸收介质A1中，所有结构(I)的磷酸三烷基酯和所有盐S的总重量在65重量%至95重量%的范围内，基于所述水溶液的总重量。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中在液体吸收介质A1中，所有结构(I)的磷酸三烷基酯的总重量与所有盐S的总重量的比率在1:9999至1:9的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法连续进行。
6.包括以下组成部分的装置V2用于对潮湿气体混合物进行除湿的用途：
(i) 液体吸收介质A1*，其包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯
Figure DEST_PATH_IMAGE002
和至少一种选自Q+(R1O)2PO2 -的盐S的混合物，
(ii) 至少一个水吸收单元Wabs2，其设置用于使所述潮湿气体混合物与液体吸收介质A1*接触，
(iii) 至少一个水解吸单元Wdes2，其包括热交换器Wx2并设置用于从液体吸收介质A1*至少部分地去除水，和
(iv) 回路U2，其将水吸收单元Wabs2与水解吸单元Wdes2连接并且借助于该回路液体吸收介质A1*可以循环，
其特征在于
Q+是1-乙基-3-甲基咪唑鎓，其中RA、RB、RC、R1是乙基。
7.根据权利要求6所述的用途，其中液体吸收介质A1*是水溶液。
8.根据权利要求7所述的用途，其中在A1*中，所有结构(I)的磷酸三烷基酯和所有盐S的总重量在65重量%至95重量%的范围内，基于所述水溶液的总重量。
9.根据权利要求6或7所述的用途，其中在A1*中，所有结构(I)的磷酸三烷基酯的总重量与所有盐S的总重量的比率在1:9999至1:9的范围内。
10.根据权利要求6所限定的装置V2用于吸收式热泵中的用途，所述吸收式热泵还包含作为另外的组成部分的冷凝器、蒸发器和冷却剂，其中所述冷却剂是水。
11.吸收介质A1*，其包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯
Figure 652737DEST_PATH_IMAGE001
和至少一种选自Q+(R1O)2PO2 -的盐S的混合物，其中Q+是1-乙基-3-甲基咪唑鎓，
其中RA、RB、RC、R1各自为乙基。
12.根据权利要求11所述的吸收介质A1*，其为水溶液。
13.根据权利要求12所述的吸收介质A1*，其中所有结构(I)的磷酸三烷基酯和所有盐S的总重量在65重量%至95重量%的范围内，基于所述水溶液的总重量。
14.根据权利要求11或12所述的吸收介质A1*，其中所有结构(I)的磷酸三烷基酯的总重量与所有盐S的总重量的比率在1:9999至1:9的范围内。
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