分、所捕集的第二氣體 組分、或其組合的至少一部分,以及回收所釋放的氣體組分、所釋放的第二氣體組分、或其 組合。從離子液體溶劑中釋放所捕集的氣體組分和/或所捕集的第二氣體組分一般可以包 括逆轉使得所捕集的氣體組分(任選地,所捕集的第二氣體組分)與離子液體溶劑結合、連 接、鍵合或其組合的各種連接、鍵、引力、相互作用、絡合物、或其組合的任何合適的手段。用 以釋放所捕集的氣體組分(任選地,所捕集的第二氣體組分)的合適手段的非限制性實例 包括改變所捕集的氣體組分(任選地,所捕集的第二氣體組分)的溶解度;改變離子液體溶 劑的吸收動力學或吸收平衡;加熱包含所捕集的氣體組分(任選地,所捕集的第二氣體組 分)的離子液體溶劑;將包含所捕集的氣體組分(任選地,所捕集的第二氣體組分)的離子 液體溶劑減壓;改變所捕集的氣體組分(任選地,所捕集的第二氣體組分)的分壓;或其組 合。在一個實施方案中,釋放所捕集的氣體組分(任選地,所捕集的第二氣體組分)可以包 括將包含所捕集的氣體組分(任選地,所捕集的第二氣體組分)的離子液體溶劑減壓到合 適的分壓。在一個另外的實施方案中,釋放所捕集的氣體組分(任選地,所捕集的第二氣體 組分)可以包括在分離器或再生器內將包含所捕集的氣體組分(任選地,所捕集的第二氣 體組分)的離子液體溶劑加熱到合適的溫度。這樣的合適的溫度可以是在比捕集所述氣體 組分、所述第二氣體組分、或其組合時的溫度高的溫度;作為另外一種選擇或除此之外,在 約60°C至約450°C的溫度,以促進所捕集的組分從離子液體溶劑中的釋放。
[0094] 在所述方法的實施方案中,所述氣體組分可以包括烯烴或酸性氣體,并且所述第 二氣體組分可以包括烷烴或酸性氣體。烯烴可以包括乙烯,烷烴可以包括異丁烷,并且酸性 氣體可以包括co2Sh2s。
[0095] 實施例
[0096] 已經總體上描述了本公開,給出下列實施例作為本公開的具體實施方案并且以展 示其實施和優勢。應當了解的是,這些實施例是以說明的方式給出的并且不意圖以任何方 式限制本說明書或權利要求書。
[0097]使用工業化生產過程模擬器來產生根據本文所公開的系統和/或方法的模型。所 述模型使用如附圖中所示的系統。在所述模型中,工藝物流111對分離器110進行進料。如 在下文所看到的那樣,使用如本文所公開的用于捕集氣體組分的離子液體溶劑對所述氣體 組分提供了優先于工藝物流111中的其它組分的高選擇性。
[0098] 實施例1
[0099] 實施例1利用了圖1的系統100。將圖1的工藝物流111供給到分離器110的底 部。實施例1的工藝物流111的組成和條件在下表1中給出:
[0100] 表 1
[0101]
[0103] 將包含離子液體溶劑的溶劑流122供給到分離器110的頂部。分離器110的壓力 是約186psia,并且溫度是約30°C。離子液體溶劑是[emim] [Tf2N]-Ag,并且離子液體溶劑 中Ag(I)的濃度是約1.8N。
[0104] 在分離器110中,氣態的氫氣、氮氣、乙烷、乙烯以及異丁烷上升穿過離子液體溶 劑,并且乙烯被捕集(經由如本文所述的吸收和絡合)到[emim] [Tf2N]-Ag中,而異丁烷被 物理吸收。與[emim][Tf2N]-Ag絡合的乙烯和被物理吸收在[emim][Tf2N]中的異丁烷離 開分離器110并且經由捕集物流113流到再生器120中。在再生器120中,乙烯從[emim] [Tf2N]-Ag中釋放(例如解吸)并且異丁燒從[emim] [Tf2N]-Ag中釋放,其中壓力是約 16psia并且溫度是約93°C,以使[emim] [Tf2N]-Ag再生并且提供包含乙烯和異丁烷的回收 物流121。使再生的[emim] [Tf2N]-Ag經由溶劑流122再循環回到分離器110中。
[0105] 對于225, 4001b/hr的溶劑流122流量和約200的液體/氣體質量流量比,回收物 流121中乙烯的回收率按工藝物流111中乙烯的重量計或按工藝物流111中乙烯的摩爾數 計是約96. 5%,異丁烷的回收率按工藝物流111中異丁烷的重量計或按工藝物流111中異 丁烷的摩爾數計是約88%,并且所回收的乙烯和異丁烷的純度按回收物流121中乙烯和異 丁烷的摩爾數計是約90%。
[0106] 實施例1證實了如本文所公開的離子液體溶劑可以選擇性地捕集工藝物流111的 兩種氣體組分,即在實施例1的情況下,乙烯和異丁烷。此外,這兩種氣體組分的回收率是 約96. 5% (乙烯)和約88% (異丁烷);并且這兩種氣體組分的純度是約90%。對兩種氣 體組分的捕集可以避免對在其它設備中(即在膜單元或其它分離器件中)從工藝物流111 中分離第二氣體組分(即異丁烷)的需要。這樣的情況可以減少工藝物流組分分離的資金 成本和/或使得兩種氣體組分被回收,這兩種氣體組分在后續的使用或銷售、分離、加工、 或其組合中可以相互補充。
[0107] 實施例2
[0108] 實施例2利用了圖1的系統100。將包含氣態的氫氣、氮氣、乙烷、乙烯以及異丁烷 的圖1的工藝物流111供給到分離器110的底部。實施例2的工藝物流111的組成和條件 在上表1中給出。將包含離子液體溶劑的溶劑流122供給到分離器110的頂部。
[0109] 分離器110的壓力是約186psia,并且溫度是約30°C。離子液體溶劑是[emim] [Tf2N]-Ag,并且離子液體溶劑中Ag(I)的濃度是約1.8N。
[0110] 在分離器110中,氣態的乙烷、乙烯以及異丁烷上升穿過離子液體溶劑,并且乙烯 被捕集(經由如本文所述的吸收和絡合)到[emim] [Tf2N]-Ag中。與[emim] [Tf2N]-Ag絡 合的乙烯離開分離器110并且經由捕集物流113流到再生器120中。在再生器120中,乙 稀從[emim] [Tf2N]-Ag中釋放(例如解吸),其中壓力是約16psia并且溫度是約149°C,以 使[emim] [Tf2N]-Ag再生。使再生的[emim] [Tf2N]-Ag經由溶劑流122再循環回到分離器 110中。所回收的乙烯從再生器120流到回收物流121中。
[0111] 對于16, 9051b/hr的溶劑流122流量和約15的液體/氣體質量流量比,回收物流 121中乙烯的回收率是約97%,并且所回收的乙烯的純度是約98. 96%。
[0112] 實施例2證實了如本文所公開的離子液體溶劑可以選擇性地捕集工藝物流111的 一種氣體組分,即在實施例2的情況下,乙烯。此外,氣體組分的回收率按工藝物流111中 乙烯的重量計是約97%,并且乙烯的純度按回收物流121中乙烯的摩爾數計是約98. 96%。 對一種氣體組分的選擇性捕集可以避免對在再生器120之后將氣體組分(即乙烯)與其它 氣體組分分離的需要。這樣的情況可以減少工藝物流組分分離的資金成本和/或提供對 氣體組分的選擇性回收,這種選擇性回收對于從工藝物流111中分離來說原本可能是困難 的、高成本的、或效率低下的。
[0113] 實施例3
[0114] 實施例3利用了圖2的系統200。將包含氣態的氫氣、氮氣、乙烷、乙烯以及異丁烷 的圖1的工藝物流111供給到分離器110的底部。實施例3的工藝物流111的組成和條件 示于下表2中:
[0115]表 2
[0118]將包含離子液體溶劑的溶劑流122供給到分離器110的頂部。分離器110的壓力 是約186psia,并且溫度是約30°C。離子液體溶劑是[emim] [Tf2N]-Ag,并且離子液體溶劑 中Ag(I)的濃度是約1.8N。
[0119] 在分離器110中,氣態的乙烷、乙烯以及異丁烷上升穿過離子液體溶劑,并且乙烯 被吸收(經由如本文所述的絡合)到[emim][Tf2N]-Ag中。與[emim][Tf2N]-Ag絡合的 乙烯離開分離器110并且經由捕集物流113流到再生器120中。在再生器120中,乙烯從 [emim] [Tf2N]-Ag中解吸,其中壓力是16psia并且溫度是約149°C,以使[emim] [Tf2N]-Ag 再生。使再生的[emim] [Tf2N]-Ag經由溶劑流122再循環回到分離器110中。
[0120] 在分離器110中沒有被吸收的異丁烷經由物流112流到膜單元130中。在膜單元 130中回收作為異丁烷選擇性膜135的滲透物的異丁烷。異丁烷在物流132中從膜單元130 流動。在膜的保留物中經由物流131回收乙烷和任何剩余的氣體。
[0121] 對于約6, 0001b/hr的溶劑流122流量和約10的液體/氣體質量流量比,乙烯回 收率按工藝物流111中乙烯的重量計是約92. 6%,所回收的乙烯的純度按回收物流121中 乙烯的摩爾數計是約98. 3%,并且異丁烷回收率按工藝物流111中異丁烷的重量計高達約 98%〇
[0122] 實施例3證實了利用膜單元130來回收第二氣體組分(即異丁烷)可以提供更小 的溶劑循環系統。當與實施例1和2相比時,實施例3中離子液體溶劑的質量流量比是約 10,而實施例1的質量流量比是約200并且實施例2的質量流量比是約15。在其中實現質 量流量比(如實施例1和2中的那些)的循環能力是不可獲得的(例如這樣的能力是成本 過高的;針對這樣的能力進行改裝是不可能的;針對這樣的能力的占用空間是不可獲得的 等)情況下,實施例3在分離器110中使用10的質量流量比提供了 92. 6%的乙烯回收率并 且在膜單元130中提供了高達98%的異丁烷回收率。
[0123] 預示性實施例1
[0124] 預示性實施例1利用了圖1的系統100。將包含天然氣、C02以及H2S的圖1的 工藝物流111供給到分離器110的底部,并且將包含離子液體溶劑的溶劑流122供給到分 離器110的頂部。液體/氣體質量流量比可以是約10至約100。分離器110的壓力是約 lOOpsia至約250psia,并且溫度是約5°C至約50°C。離子液體溶劑是[emim] [Tf2N]-Ag,并 且離子液體溶劑中Ag(I)的濃度可以是ON至約1. 8N。
[0125] 在分離器110中,氣態的天然氣、C02以及H2S上升穿過離子液體溶劑,并且0)2和 H2S被捕集(例如物理吸收)到[emim] [Tf2N]-Ag中。被捕集(例如物理溶解)在[emim] [Tf2N]-Ag中的0)2和H2S離開分離器110并且經由捕集物流113流到再生器120中。在再 生器120中C0jPH2SW[emim] [Tf2N]-Ag中釋放(例如變得不可溶)以使[emim] [Tf2N]-Ag 再生。再生器120在約60°C至約450°C的溫度和大于或等于約14. 7psia的壓力下運行,其 中所述壓力比分離器110的壓力小了不到約20psia。
[0126] 使再生的[emim] [Tf2N]_Ag經由溶劑流122再循環回到分離器110中。可以在回 收物流121中回收C0jPH2S。C02回收率按工藝物流111中0)2的重量計或按工藝物流111 中C02的摩爾數計可以大于50 %,并且H2S回收率按工藝物流111中H2S的重量計或按工藝 物流111中H2S的摩爾數計可以大于50%。回收物流121中C02的純度按回收物流121中 〇)2的摩爾數計可以大于約90%。回收物流121中H2S的純度按回收物流121中H2S的摩 爾數計可以大于約90%。
[0127] 預示性實施例1證實了可以從天然氣中去除C0jPH2S以提供具有減少量的0)2和 H2S的天然氣流。
[0128] 預示性實施例2
[0129] 預示性實施例2利用了圖1的系統100。將包含合成氣和C02的圖1的工藝物流 111供給到分離器110的底部,并且將包含離子液體溶劑的溶劑流122供給到分離器110的 頂部。液體/氣體質量流量比可以是約10至約100。分離器110的壓力是約lOOpsia至約 250psia,并且溫度是約5°C至約50°C。離子液體溶劑是[emim] [Tf2N]-Ag,并且離子液體溶 劑中Ag⑴的濃度可以是0N至約1. 8N。
[0130] 在分離器110中,氣態的合成氣和〇)2上升穿過離子液體溶劑,并且〇) 2被捕集到 [emim] [Tf2N]-Ag中。被捕集(例如物理溶解)在[emim] [Tf2N]-Ag中的C02離開分離器 110并且經由捕集物流113流到再生器120中。在再生器120中0) 2從[emim] [Tf2N]-Ag中 釋放(例如變得不可溶)以使[emim] [Tf2N]-Ag再生。再生器120在約60°C至約450°C的 溫度和大于約14. 7psia的壓力下運行,并且其中所述壓力比分離器110的壓力小了不到約 20psia〇
[0131] 使再生的[emim] [Tf2N]-Ag經由溶劑流122再循環回到分離器110中。可以在回 收物流121中回收C02。C02回收率按工藝物流111中〇)2的重量計或按工藝物流111中c〇2 的摩爾數計可以大于50%。回收物流121中C02的純度按回收物流121中C0 2的摩爾數計 可以大于約90%。
[0132] 預示性實施例2證實了可以從合成氣中去除C02以提供具有減少量的C0 2的合成 氣流。
[0133] 附加說明
[0134] 已經描述了用于生產聚乙烯的方法和系統。提供下列條項作為進一步的說明:
[0135] 實施方案1 : 一種方法,所述方法包括提供包含氣體組分的工藝物流,通過離子液 體溶劑從所述工藝物流中捕集所述氣體組分的至少一部分,以及從所述離子液體溶劑中回 收所捕集的氣體組分的至少一部分。
[0136] 實施方案2 :實施方案1的方法,其中通過所述離子液體溶劑從所述工藝物流中捕 集第二氣體組分的至少一部分,并且所述方法還包括從所述離子液體溶劑中回收所述第二 氣體組分的至少一部分。
[0137] 實施方案3 :實施方案1至2中的一個的方法,其中所述離子液體溶劑包含陽離 子、陰離子、Ag(I)鹽、Cu⑴鹽、或其組合。
[0138] 實施方案4:實施方案3的方法,其中所述陽離子包括乙基甲基咪唑錯陽離子、 丁基甲基咪唑錯陽離子、丁基甲基吡啶錯陽離子、或其組合;其中所述陰離子包括雙(三 氟甲磺酰基)酰胺陰離子、六氟磷酸根陰離子、三氟甲磺酸根陰離子、二氰胺陰離子、四氟 硼酸根陰離子、硫氰酸根陰離子、硝酸根陰離子、磺酸根陰離子、甲基硫酸根陰離子、或其組 合。
[0139] 實施方案5 :實施方案3至4中的一個的方法,其中所述Ag(I)鹽包括雙(三氟甲 磺酰基)酰胺銀⑴鹽([Ag(I)][Tf2N])、三氟甲磺酸銀⑴([Ag(I)][TfO])、硝酸銀(I) ([Ag(I)][N03])、或其組合。
[0140] 實施方案6 :實施方案3至4中的一個的方法,其中所述Cu(I)鹽包括氯化銅(I) ([Cu(I)][Cl])、溴化銅(I)([Cu(I)][Br])、三氟乙酸亞銅([Cu(I)][TFA])、硝酸銅(I) ([Cu(I)][N03])、或其組合。
[0141] 實施方案7:實施方案3至6中的一個的方法,其中所述離子液體溶劑中銀、銅或 這兩者的濃度可以包括0N至約5N。
[0142] 實施方案8:實施方案3至7中的一個的方法,其中所述離子液體溶劑中銀、銅、或 這兩者的濃度可以包括0N至約2N。
[0143] 實施方案9:實施方案3至8中的一個的方法,其中所述離子液體溶劑中銀、銅、或 這兩者的濃度可以包括0N至約1. 8N。
[0144] 實施方案10:實施方案3至9中的一個的方法,其中所述離子液體溶劑中銀、銅、 或這兩者的濃度可以包括約〇. 45N至約1. 8N。
[0145] 實施方案11:實施方案1至10中的一個的方法,其中所述捕集可以在約1至約350 的液體/氣體質量流量比下進行。
[0146] 實施方案12 :實施方案1至11中的一個的