CN110935286A - 一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法 - Google Patents

一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，它以所述离子液体复合生物基溶剂为吸收剂，对硫酰氟气体进行物理吸收，吸收硫酰氟后的富液进行解吸处理，即能实现吸收剂的再生；其中所述离子液体复合生物基溶剂是由生物基离子液体和含羰基基团的生物基溶剂均匀混合而成，所述生物基离子液体为苦参碱己酸盐、苦参碱庚酸盐、苦参碱辛酸盐、苦参碱壬酸盐、苦参碱葵酸盐、苦参碱十一酸盐或苦参碱十三酸盐。本发明通过生物基离子液体与生物基溶剂的有机复合，从传质推动力与传质系数两个方面来加快对硫酰氟的吸收过程，实现残留熏蒸剂硫酰氟的高效、绿色化减排。

Description

一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的 方法
技术领域
本发明涉及一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法。
背景技术
熏蒸剂硫酰氟替代传统熏蒸剂溴甲烷被广泛地应用于集装箱、仓库、粮仓、土壤等各个领域的熏蒸处理，熏蒸后残留的硫酰氟被直接排放到大气中。据报道，硫酰氟不仅会对人类的身体健康产生危害，而且是一种强温室效应气体。因此，熏蒸剂硫酰氟的末端处理刻不容缓。
针对上述问题，中国专利CN201010256651.9 、CN201110445113.9、CN201320395223.3、CN201410477152.0、CN201710630834.4先后公开了非平衡等离子体法、等离子体耦合化学吸收法、碱液化学吸收法、多聚物吸附法、生物柴油物理吸收法来实现熏蒸剂硫酰氟的末端处理，但这些尚且存在着处理能耗较高、二次污染、吸附容量偏小、吸收效率偏低等问题。因此，迫切需要开发一种新的硫酰氟处理方法来应对硫酰氟减排的高效化、绿色化新要求。
离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在100℃下呈现液体状态的盐类，具有蒸汽压低、化学性质稳定、溶解能力强、室温呈液态、无二次污染等特点，是一种性能优良的气体吸收剂，被广泛用于脱硫、脱硝等领域，但用于熏蒸剂硫酰氟尾气的处理未见报道。另外，离子液体作为气体吸收剂尚且存在着粘度偏大的问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法。
所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于以所述生物基离子液体复合生物基溶剂为吸收剂，对硫酰氟气体进行物理吸收，吸收硫酰氟后的富液进行解吸处理，即能实现吸收剂的再生；其中所述离子液体复合生物基溶剂是由生物基离子液体和含羰基基团的生物基溶剂均匀混合而成，所述生物基离子液体为苦参碱己酸盐、苦参碱庚酸盐、苦参碱辛酸盐、苦参碱壬酸盐、苦参碱葵酸盐、苦参碱十一酸盐或苦参碱十三酸盐。
所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于所述离子液体复合生物基溶剂中，生物基离子液体与含羰基基团的生物基溶剂的摩尔比为1:1~9；对硫酰氟气体进行物理吸收的过程为：在常压且10-60℃温度下，将硫酰氟气体通入到离子液体复合生物基溶剂中吸收，直至离子液体复合生物基溶剂恒重为止。
所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于所述离子液体复合生物基溶剂中，生物基离子液体与含羰基基团的生物基溶剂的摩尔比为1:5~9，所述含羰基基团的生物基溶剂为脂肪酸甘油酯；对硫酰氟气体进行物理吸收的具体过程为：在常压且20-30℃下，将硫酰氟气体以25-30mL/min的速率通入到离子液体复合生物基溶剂中吸收，直至离子液体复合生物基溶剂恒重为止。
所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于所述离子液体复合生物基溶剂中，生物基离子液体与含羰基基团的生物基溶剂的摩尔比为1:1~4，所述生物基离子液体为苦参碱十一酸盐，含羰基基团的生物基溶剂为脂肪酸甲酯；对硫酰氟气体进行物理吸收的具体过程为：在常压且20-30℃下，将硫酰氟气体以25-30mL/min的速率通入到离子液体复合生物基溶剂中吸收，直至离子液体复合生物基溶剂恒重为止。
所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于所述离子液体复合生物基溶剂中，生物基离子液体与含羰基基团的生物基溶剂的摩尔比为1:5~9，所述生物基离子液体为苦参碱己酸盐，含羰基基团的生物基溶剂为柠檬酸酯类化合物；对硫酰氟气体进行物理吸收的具体过程为：在常压且20-30℃下，将硫酰氟气体以25-30mL/min的速率通入到离子液体复合生物基溶剂中吸收，直至离子液体复合生物基溶剂恒重为止。
所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于所述柠檬酸酯类化合物为柠檬酸三乙酯、柠檬酸丙酯或柠檬酸丁酯。
所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于通过在负压状态下加热的方式对吸收硫酰氟后的富液进行解吸处理，解吸处理的绝对压力为500Pa-3000Pa，温度为60-80℃。
本发明使用的苦参碱己酸盐、苦参碱庚酸盐、苦参碱辛酸盐、苦参碱壬酸盐、苦参碱葵酸盐、苦参碱十一酸盐及苦参碱十三酸盐七种生物基离子液体已被现有技术报道应用，其制备方法不属于本发明的保护内容，具体制备方法均可参照中国专利CN201811467058.1。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）本发明通过生物基离子液体与含羰基基团的生物基溶剂的有机复合，一方面，利用生物基离子液体增大溶剂对硫酰氟气体的吸收容量，提高吸收过程的传质推动力；另一发面，利用低粘度的含羰基基团的生物基溶剂来降低离子液体的黏度（生物基溶剂中的羰基基团，能够与硫酰氟分子形成较强的范德华作用力，进一步提升对硫酰氟的吸收效果），提高吸收过程的传质系数。最终，从传质推动力与传质系数两个方面来加快硫酰氟的吸收进程，实现熏蒸尾气硫酰氟的高效、绿色化减排。
（2）本发明以苦参碱脂肪酸盐与生物基溶剂的复合溶剂为吸收剂，具有可再生、易降解、吸收容量大、粘度低、可循环使用、性能稳定、无毒、绿色环保、无二次污染等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
1）将10g复合溶剂（苦参碱壬酸盐与壬二酸二异辛酯按摩尔比1:1均匀混合而成）放入吸收瓶中，控制吸收温度为20℃，以30ml/min的流量向吸收瓶中通入硫酰氟气体；每隔5分钟称量吸收瓶的重量直至恒重（此时该复合溶剂对硫酰氟气体吸附饱和），获得该复合溶剂对硫酰氟的最终吸收量为1.153g硫酰氟/g复合溶剂；
2）将上述吸附饱和后的复合溶剂移入50ml单口瓶中（单口瓶置于水浴锅中进行加热，且单口瓶的开口连接水泵进行抽真空），于温度为70℃、绝压500Pa下进行解吸操作，将复合溶剂中吸收的硫酰氟解吸出来，得到再生后的复合溶剂，然后继续应用于下一次的吸收过程，以便对复合溶剂进行重复循环利用，复合溶剂对硫酰氟的循环吸收效果如表1所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
1）将10g复合溶剂（苦参碱十一酸盐与大豆油甲酯按摩尔比1:3均匀混合而成）放入吸收瓶中，控制吸收温度为40℃，以30ml/min的流量向吸收瓶中通入硫酰氟气体；每隔5分钟称量吸收瓶的重量直至恒重，获得该复合溶剂对硫酰氟的最终吸收量为0.528g硫酰氟/g复合溶剂；
2）将上述吸附饱和后的复合溶剂移入50ml单口瓶中（单口瓶置于水浴锅中进行加热，且单口瓶的开口连接水泵进行抽真空），于温度为70℃、绝压1000Pa下进行解吸操作，将复合溶剂中吸收的硫酰氟解吸出来，得到再生后的复合溶剂，然后继续应用于下一次的吸收过程，以便对复合溶剂进行重复循环利用，复合溶剂对硫酰氟的循环吸收效果如表2所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE004
实施例3
1）将10g复合溶剂（苦参碱己酸盐与柠檬酸三乙酯按摩尔比1:7均匀混合而成）放入吸收瓶中，控制吸收温度为50℃，以30ml/min的流量向吸收瓶中通入硫酰氟气体；每隔5分钟称量吸收瓶的重量直至恒重，获得该复合溶剂对硫酰氟的最终吸收量为0.335g硫酰氟/g复合溶剂；
2）将上述吸附饱和后的复合溶剂移入50ml单口瓶中（单口瓶置于水浴锅中进行加热，且单口瓶的开口连接水泵进行抽真空），于温度为80℃、绝压1500Pa下进行解吸操作，将复合溶剂中吸收的硫酰氟解吸出来，得到再生后的复合溶剂，然后继续应用于下一次的吸收过程，以便对复合溶剂进行重复循环利用，复合溶剂对硫酰氟的循环吸收效果如表3所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE006
实施例4
1）将10g复合溶剂（苦参碱壬酸盐与大豆油按摩尔比1:6均匀混合而成）放入吸收瓶中，控制吸收温度为40℃，以30ml/min的流量向吸收瓶中通入硫酰氟气体；每隔5分钟称量吸收瓶的重量直至恒重，获得该复合溶剂对硫酰氟的最终吸收量为0.443g硫酰氟/g复合溶剂；
2）将上述吸附饱和后的复合溶剂移入旋转蒸发仪中（单口瓶置于水浴锅中进行加热，且单口瓶的开口连接水泵进行抽真空），于温度为80℃、绝压2500Pa下进行解吸操作，将复合溶剂中吸收的硫酰氟解吸出来，得到再生后的复合溶剂，然后继续应用于下一次的吸收过程，以便对复合溶剂进行重复循环利用，复合溶剂对硫酰氟的循环吸收效果如表4所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE008
从实施例1-4的实验结果可以看出，本发明的复合溶剂对硫酰氟具有较好的吸附效果，且吸附饱和后的复合溶剂通过在负压状态下加热的方式，即可解吸再生。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (7)

1.一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于以所述生物基离子液体复合生物基溶剂为吸收剂，对硫酰氟气体进行物理吸收，吸收硫酰氟后的富液进行解吸处理，即能实现吸收剂的再生；其中所述离子液体复合生物基溶剂是由生物基离子液体和含羰基基团的生物基溶剂均匀混合而成，所述生物基离子液体为苦参碱己酸盐、苦参碱庚酸盐、苦参碱辛酸盐、苦参碱壬酸盐、苦参碱葵酸盐、苦参碱十一酸盐或苦参碱十三酸盐。
2.如权利要求1所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于所述离子液体复合生物基溶剂中，生物基离子液体与含羰基基团的生物基溶剂的摩尔比为1:1~9；对硫酰氟气体进行物理吸收的过程为：在常压且10-60℃温度下，将硫酰氟气体通入到离子液体复合生物基溶剂中吸收，直至离子液体复合生物基溶剂恒重为止。
3.如权利要求2所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于所述离子液体复合生物基溶剂中，生物基离子液体与含羰基基团的生物基溶剂的摩尔比为1:5~9，所述含羰基基团的生物基溶剂为脂肪酸甘油酯；对硫酰氟气体进行物理吸收的具体过程为：在常压且20-30℃下，将硫酰氟气体以25-30mL/min的速率通入到离子液体复合生物基溶剂中吸收，直至离子液体复合生物基溶剂恒重为止。
4.如权利要求2所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于所述离子液体复合生物基溶剂中，生物基离子液体与含羰基基团的生物基溶剂的摩尔比为1:1~4，所述生物基离子液体为苦参碱十一酸盐，含羰基基团的生物基溶剂为脂肪酸甲酯；对硫酰氟气体进行物理吸收的具体过程为：在常压且20-30℃下，将硫酰氟气体以25-30mL/min的速率通入到离子液体复合生物基溶剂中吸收，直至离子液体复合生物基溶剂恒重为止。
5.如权利要求2所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于所述离子液体复合生物基溶剂中，生物基离子液体与含羰基基团的生物基溶剂的摩尔比为1:5~9，所述生物基离子液体为苦参碱己酸盐，含羰基基团的生物基溶剂为柠檬酸酯类化合物；对硫酰氟气体进行物理吸收的具体过程为：在常压且20-30℃下，将硫酰氟气体以25-30mL/min的速率通入到离子液体复合生物基溶剂中吸收，直至离子液体复合生物基溶剂恒重为止。
6.如权利要求5所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于所述柠檬酸酯类化合物为柠檬酸三乙酯、柠檬酸丙酯或柠檬酸丁酯。
7.如权利要求1所述的一种利用离子液体复合生物基溶剂吸收残留熏蒸剂硫酰氟的方法，其特征在于通过在负压状态下加热的方式对吸收硫酰氟后的富液进行解吸处理，解吸处理的绝对压力为500Pa-3000Pa，温度为60-80℃。
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