專利名稱：用離子液體吸收氯化氫的方法
技術領域：
本發明涉及化工領域中采用離子液體吸收氯化氫氣體的應用。
背景技術：
在化工領域中，經常用到HCl尾氣吸收的場合。例如在生產農藥或醫藥化學品 的過程中，含HCl的尾氣經常同其他有毒有害氣體一起排放出來。又例如在生產PVC的 過程中，HCl氣體常和PVC單體VCM —起排放出來。近年來，由于多晶硅產業的發展， 其生產過程也伴隨者大量HCl的排放。氯化氫是具有強腐蝕性和刺激性氣味的氣體，如 果直接排放則對環境危害極大。目前很多HCl尾氣吸收方法都是采用水來吸收。然而， 采用水吸收混合尾氣會導致產生大量含HCl的廢水，或者副產低價值的鹽酸，并且會影 響到回收成分的質量。因此，采用“干法”回收氯化氫氣體的技術得到了關注。通過 改變溫度和壓力的方法可以使氯化氫氣體和其他組分分離，然而，改變溫度和壓力并不 能完全使氯化氫和其他組分分開，并且此過程需要耗費大量的能量。同時，此方法并不 適應于與不易壓縮的低沸點組分的分離。因此，希望找到一種不含水分的容易吸收氯化 氫的溶劑對其進行分離。離子液體是由有機陽離子和無機或有機陰離子構成，在常溫附近呈液態的鹽。 離子液體作為一種新興的溶劑和反應介質，其具有不揮發、結構可設計、綠色無毒無污 染等特點。在反應、分離等領域得到廣泛應用。例如CN1698928A報道了采用醇胺羧 酸鹽離子液體吸收SO2氣體的方法。CN1709553報道了氨基酸類離子液體用于酸性氣體 吸收的方法。CN1789783報道了用離子液體貯存和輸運氣體的方法。CN101468308報道 了擔載離子液體可逆選擇吸附二氧化碳材料及其制備方法。CN101020625A報道了采用 離子液體吸收甲基丙烯醛的方法。因此，離子液體應用于吸收過程具有良好的工業應用 前景。基于如上考慮，本發明采用離子液體吸收氯化氫。獲得了較好的結果。本發明的目的之一，是提供一種新的“干法”回收氯化氫氣體的方法。即采用 離子液體回收氯化氫的方法。本發明的另一個目的，是提出幾種離子液體結構，具有對氯化氫較好的吸收性 能。
發明內容
本發明采用離子液體吸收氯化氫氣體。本發明中的離子液體，其陽離子為N， N’ -二烷基取代咪唑、N-烷基取代吡啶，烷基季銨鹽類、烷基季磷鹽類陽離子等結構， 其陰離子為BF4-, PF6-, Cl—等結構，而且其陰陽離子均不限于上述幾種結構。該離子液 體可為單一離子液體也可為混合離子液體。本發明采用的離子液體吸收氯化氫，可以以 液體形式吸收，也可采用負載于其他載體上吸收的方式。采用上述幾種離子液體可以吸 收純的氯化氫氣體。也可以吸收含氯化氫的混合氣體。
很顯著的是，通過本發明采用的吸收劑，氯化氫能夠高效的被吸收下來。相比 較采用水吸收或改變溫度壓力的方法，此過程能大大的降低原料消耗、能耗以及相關的 操作費用。
具體實施例方式本發明用以下實例說明，但本發明并不限于下述實施例。在不脫離前后所述宗 旨的范圍下，變化實施都包含在本發明的技術范圍內。實施例1 將準確稱量的[Bmim][BF4]離子液體置于一吸收瓶中，吸收瓶置于 25°C的恒溫水浴中。常壓下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl氣體。每隔一定時間 稱量吸收瓶直到吸收瓶重量不再變化可視其達到平衡。大約8小時達到平衡。最終所吸 收的HCl與[Bmim][BF4]離子液體的重量比是0.066。實施例2:將準確稱量的[Bmim][Cl]離子液體置于一吸收瓶中，吸收瓶置于 25°C的恒溫水浴中。常壓下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl氣體。每隔一定時間 稱量吸收瓶直到吸收瓶重量不再變化可視其達到平衡。大約10小時達到平衡。最終所 吸收的HCl與[Bmim][Cl]離子液體的重量比是0.314。實施例3:將準確稱量的[Omim][Cl]離子液體置于一吸收瓶中，吸收瓶置于 25°C的恒溫水浴中。常壓下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl氣體。每隔一定時間 稱量吸收瓶直到吸收瓶重量不再變化可視其達到平衡。大約8小時達到平衡。最終所吸 收的HCl與[Omim][Cl]離子液體的重量比是0.355。實施例4 將準確稱量的[Bmim][BF4]與[Bmim][PF6]質量比為1 1的離子液
體置于一吸收瓶中，吸收瓶置于25°C的恒溫水浴中。常壓下以5ml/min的速度向吸收瓶 中通入HCl氣體。每隔一定時間稱量吸收瓶直到吸收瓶重量不再變化可視其達到平衡。 大約10小時達到平衡。最終所吸收的HCl與混合離子液體的重量比是0.166。實施例5 將準確稱量的[BPy][BF4]離子液體置于一吸收瓶中，吸收瓶置于25°C 的恒溫水浴中。常壓下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl氣體。每隔一定時間稱量 吸收瓶直到吸收瓶重量不再變化可視其達到平衡。大約10小時達到平衡。最終所吸收 的HCl與[BPy][BF4]的重量比是0.278。實施例6:將準確稱量的[Bmim][BF4]離子液體置于一吸收瓶中，吸收瓶置于 250C的恒溫水浴中。以lOml/min的速度向吸收瓶中通入HCl氣體。用背壓閥控制吸收 瓶中壓力使之保持為IMPa。每隔一定時間稱量吸收瓶直到吸收瓶重量不再變化可視其達 到平衡。大約8小時達到平衡。最終所吸收的HCl與[Bmim][BF4]離子液體的重量比是 0.548。實施例7:將準確稱量的[Bmim][PF6]離子液體置于一吸收瓶中，吸收瓶置于 250C的恒溫水浴中。以lOml/min的速度向吸收瓶中通入HCl氣體。用背壓閥控制吸收 瓶中壓力使之保持為3MPa。每隔一定時間稱量吸收瓶直到吸收瓶重量不再變化可視其達 到平衡。大約6小時達到平衡。最終所吸收的HCl與[Bmim][PF6]離子液體的重量比是 0.475。實施例8:將準確稱量的[Bmim][BF4]離子液體置于一吸收瓶中，吸收瓶置于 0°C的恒溫冰水浴中。常壓下以lOml/min的速度向吸收瓶中通入HCl氣體。每隔一定時間稱量吸收瓶直到吸收瓶重量不再變化可視其達到平衡。大約8小時達到平衡。最終所 吸收的HCl與[Bmim][BF4]離子液體的重量比是0.372。實施例9:將準確稱量的[Bmim][Cl]離子液體置于一吸收瓶中，吸收瓶置于 70°C的恒溫水浴中。常壓下以5ml/min的速度向吸收瓶中通入HCl氣體。每隔一定時間 稱量吸收瓶直到吸收瓶重量不再變化可視其達到平衡。大約12小時達到平衡。最終所 吸收的HCl與[Bmim][Cl]離子液體的重量比是0.188。實施例10:準確稱量的[Bmim][Cl]離子液體和硅膠混合，得到負載[Bmim] [Cl]20% 的[Bmim][Cl]/Si02。在 80°C真空干燥 8h.將[Bmim][Cl]/Si02 置于一吸收瓶中，
吸收瓶置于50°C的恒溫水浴中。常壓下以lOml/min的速度向吸收瓶中通入HCl氣體。 每隔一定時間稱量吸收瓶直到吸收瓶重量不再變化可視其達到平衡。大約6小時達到平 衡。最終所吸收的HCl與[Bmim][BF4]/Si02的重量比是0.113。
權利要求
1.一種采用離子液體吸收氯化氫的方法，其特征在于該離子液體具有A+B-的分子結 構，其中陽離子A+為N，N’ -二烷基取代咪唑、N-烷基取代吡啶，烷基季銨鹽類、烷 基季磷鹽類等陽離子結構，陰離子B—為BF4-, PF6-, Cl—等結構，但均不限于上述結構。
2.根據權利要求1所述一種采用離子液體吸收氯化氫的方法，其特征在于該離子液體 可為單一離子液體也可為混合離子液體。
3.根據權利要求1所述一種采用離子液體吸收氯化氫的方法，其特征在于該類離子液 體吸收的HCl既可以為純HCl氣體，也可以是含有HCl的混合氣體。
4.根據權利要求1所述一種采用離子液體吸收氯化氫的方法，其特征在于該類離子液 體吸收HCl的溫度范圍為_50°C至150°C。
5.根據權利要求1所述一種采用離子液體吸收氯化氫的方法，其特征在于該類離子液 體吸收HCl的壓力范圍為1至100個大氣壓。
6.根據權利要求1所述一種采用離子液體吸收氯化氫的方法，其特征在于該類離子液 體可以以液體形式或者負載在其他載體上的形式吸收HC1。
全文摘要
本發明涉及化工領域中采用離子液體吸收氯化氫氣體。該離子液體具有A+B-的分子結構。其中陽離子A+為N，N′-二烷基取代咪唑、N-烷基取代吡啶，烷基季銨鹽類、烷基季磷鹽類等陽離子結構，陰離子B-為BF4-，PF6-，Cl-等結構。該離子液體可為單一離子液體也可為混合離子液體。當采用該離子液體為吸收劑，在一定溫度及壓力下對氯化氫氣體進行吸收時，具有吸收效率高，平衡時間短，吸收劑可重復利用，綠色無污染等優點。
文檔編號C01B7/07GK102019128SQ200910092389
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月11日 優先權日2009年9月11日
發明者張鎖江, 張鎮, 張香平, 閆瑞一 申請人:中國科學院過程工程研究所