變，塔頂得到CH4產品中水含量為2ppm，VOCs的含量為146ppm(苯為127ppm，甲苯為14ppm，甲醇為5ppm)。
[0037]改變閃蒸罐操作溫度為180°C，其他條件不變，塔頂得到CH4產品中水含量為970ppb，VOCs的含量為 139ppm(苯為 125ppm，甲苯為llppm，甲醇為3ppm)。
[0038]改變閃蒸罐操作溫度為200°C，其他條件不變，塔頂得到CH4產品中水含量為638ppb，VOCs的含量為134ppm(苯為123ppm，甲苯為9ppm，甲醇為2ppm)。
[0039]實施例4
[0040]如圖1所示的吸收流程。吸收塔的操作條件為溫度25°C，壓力2.5MPa，吸收塔具有10塊理論塔板，原料氣為含水0.12%,含VOCs0.8 %的CH4氣體從塔底進料，質量流量為1000kg/h，以離子液體[EMM] + [Tf2N]—為吸收劑從塔頂加入，質量流量為3000kg/h，塔頂得至IjOU產品中水含量為517ppb，V0Cs的含量為130ppm(苯為121ppm，甲苯為7ppm，甲醇為2ppm)。塔底富含[EM頂]+ [Tf2N]—的物流進入氣液分離器，氣液分離器在常溫常壓下操作，脫除[EMm] + [TF2N] —中的少量氣體，爸殘液流入閃蒸罐中脫除[EMM] + [Tf2N] —中的水分，閃蒸罐在溫度140°C，壓力0.0latm下操作，閃蒸罐底部采出的[EMnC + [Tf2N]—循環使用。
[0041]改變閃蒸罐操作壓力為0.latm，其他條件不變，塔頂得到CH4產品中水含量為5ppm，V0Cs的含量為194ppm(苯為142ppm，甲苯為34ppm，甲醇為18ppm)。
[0042]改變閃蒸罐操作壓力為0.2atm，其他條件不變，塔頂得到CH4產品中水含量為llppm，V0Cs的含量為256ppm(苯為 156ppm，甲苯為65ppm，甲醇為35ppm)。
[0043]改變閃蒸罐操作壓力為0.4atm，其他條件不變，塔頂得到CH4產品中水含量為21ppm，V0Cs的含量為218ppm(苯為211ppm，甲苯為 127ppm，甲醇為70ppm)。
[0044]實施例5
[0045]如圖1所示的吸收流程。吸收塔的操作條件為溫度25°C，壓力2.5MPa，吸收塔具有1塊理論塔板，原料氣含水0.01%,含VOCs為0.8 % (苯2000ppm，甲苯3000ppm，甲醇3000ppm)的CH4氣體從塔底進料，質量流量為1000kg/h，以離子液體[EMM] + [Tf2N]—為吸收劑從塔頂加入，質量流量為3000kg/h，塔頂得到CH4產品中水含量為288ppb，VOCs的含量為160ppm(苯為129ppm，甲苯為21ppm，甲醇為1ppm)。塔底富含[EMM] + [Tf2N]—的物流進入氣液分離器，氣液分離器在常溫常壓下操作，脫除[EMM] + [TF2N] —中的少量氣體，釜殘液流入閃蒸罐中脫除[EMM] + [Tf2N]-中的水分，閃蒸罐在溫度140°C，壓力0.05atm下操作，閃蒸罐底部采出的[EMIM] + [Tf2N]—循環使用。
[0046]實施例6
[0047]如圖1所示的吸收流程。吸收塔的操作條件為溫度25°C，壓力2.5MPa，吸收塔具有10塊理論塔板，原料氣為含水0.01%,含VOCs為0.01%(苯33ppm，甲苯33ppm，甲醇33ppm)的CH4氣體從塔底進料，質量流量為1000kg/h，以離子液體[EMIM] + [Tf2N]—為吸收劑從塔頂加入，質量流量為3000kg/h，塔頂得到CH4產品中水含量為288ppb，VOCs的含量為4ppm(苯為3ppm，甲苯lppm，甲醇564ppb)。塔底富含[EMm] + [Tf2N]—的物流進入氣液分離器，氣液分離器在常溫常壓下操作，脫除[EMm] + [TF2N] —中的少量氣體，釜殘液流入閃蒸罐中脫除[EMIM] + [Tf2N] —中的水分，閃蒸罐在溫度140°C，壓力0.05atm下操作，閃蒸罐底部采出的[EMIM] +[Tf2N]—循環使用。
[0048]實施例7
[0049]如圖1所示的吸收流程。吸收塔的操作條件為溫度25°C，壓力2.5MPa，吸收塔具有10塊理論塔板，原料氣為含水0.12%，含VOCs為0.8% (苯2000ppm，甲苯3000ppm，甲醇3000ppm)的CH4氣體，從塔底進料，質量流量為1000kg/h，以離子液體[EMnC + [Tf2N]—為吸收劑從塔頂加入，質量流量為3000kg/h，塔頂得到CH4產品中水含量為3ppm，V0Cs的含量為158ppm(苯130ppm，甲苯19ppm，甲醇9ppm)。塔底富含[EMM] + [Tf2N] —的物流進入氣液分離器，氣液分離器在常溫常壓下操作，脫除[EMm] + [Tf2N] —中的少量氣體，釜殘液流入閃蒸罐中脫除[EM頂]+ [Tf 2N]—中的水分，閃蒸罐在溫度140 °C，壓力0.05atm下操作，閃蒸罐底部采出的[EMM]+ [Tf2N] —
[0050]將吸收劑換為[EMm] + [BF4] —(1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽)，其他條件不變，塔頂得到CH4產品中水含量為2ppm，V0Cs的含量為33ppm(苯15ppm，甲苯lOppm，甲醇8ppm)。
[0051 ]將吸收劑換為[EMm] + [PF6] —(1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽)，其他條件不變，塔頂得到CH4產品中水含量為10ppm，V0Cs的含量為53ppm(苯25ppm，甲苯16ppm，甲醇12ppm)。
[0052]實施例8
[0053]如圖2所示的吸收流程。吸收塔的操作條件為溫度25°C，壓力0.1MPa，吸收塔具有10塊理論塔板，原料氣為含水0.12%，含￥(^8為2000??111(甲醇1000??111，丙酮1000??111)的吣氣體從塔底進料，質量流量為1000kg/h，以離子液體[EMIM] + [Tf2N]—為吸收劑從塔頂加入，質量流量為5000kg/h，塔頂得到％產品中水含量為218ppm，V0Cs的含量為449ppm(甲醇為222ppm，丙酮227ppm)。塔底富含[EMM] + [Tf2N]—的物流流入閃蒸罐中脫除[EMM] + [Tf2N] 一中的水分及VOCs，閃蒸罐在溫度140°C，壓力0.05atm下操作，閃蒸罐底部采出的[EMIM] +[Tf2N]—循環使用。
[0054]對比例
[0055]如圖3所示的吸收流程。吸收塔的操作條件為溫度25°C，壓力lOMPa，吸收塔具有10塊理論塔板，原料氣為含水0.12%，含VOCs為0.8% (苯2000ppm，甲苯3000ppm，甲醇3000ppm)的CH4氣體，從塔底進料，質量流量為1000kg/h，以三甘醇為吸收劑從塔頂加入，質量流量為3000kg/h，塔頂得到CH4產品中水含量為痕量，VOCs含量為120ppm(苯108ppm，甲苯lOppm，甲醇2ppm)。塔底富含三甘醇的物流進入氣液分離器，氣液分離器在常溫常壓下操作，脫除三甘醇中的少量氣體，釜殘液流入精餾塔中脫除三甘醇中的水分和VOCs，精餾塔在溫度140°C，壓力0.05atm下操作，精餾塔底部采出的三甘醇循環使用。
[0056]與采用[EMm]+ [Tf2N]—作為吸收劑相比，以三甘醇為吸收劑的流程復雜，并且能耗大:
[0057]吸收劑采用三甘醇時，能耗為1666.681kW;CH4回收率為96.84%，吸收劑的回收率為99.80% ；
[0058]吸收劑采用^1頂]+ [了€辦]—時，能耗為137.1251^;014回收率為97.75%，吸收劑的回收率為99.89 %。
【主權項】
1.離子液體用于脫除氣體中水分和揮發性有機物。2.權利要求1的離子液體用于脫除氣體中水分和揮發性有機物的方法，其特征在于，吸收劑為離子液體，吸收塔的操作條件為溫度0-100°C、壓力0.Ι-lOMPa、理論塔板數為5-20;原料氣從吸收塔底部進料，單一離子液體或兩種離子液體的混合物作為吸收劑從塔頂加入，吸收塔塔底富含離子液體的物流進入氣液分離器進行氣液分離，氣液分離器在常溫常壓下操作，脫除離子液體中的少量原料氣體，氣液分離器的釜殘液流入閃蒸罐中進行閃蒸脫除離子液體中的水分以及VOCs;或吸收塔塔底富含離子液體的物流進入流入閃蒸罐中進行閃蒸，脫除離子液體中的少量原料氣體、水分以及VOCs。3.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，原料氣中水摩爾含量為0.01%-5%,VOCs的摩爾含量為0.01 %-5%，溶劑比為0.1-20，溶劑比為進入吸收塔的離子液體質量流量與原料氣質量流量之比。4.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，閃蒸罐在溫度50-200°C，壓力0.01-0.9atm條件下操作。5.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，閃蒸罐底部采出的離子液體循環使用。6.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，吸收壓力為常壓0.1-0.6MPa時采用不使用氣液分離器得技術方案，吸收壓力為高壓0.6-10MPa時采用使用氣液分離器得技術方案。7.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，若采用氣液分離器，在氣液分離器和閃蒸罐之間添加換熱器;若不采用氣液分離器，則在吸收塔和閃蒸罐之間添加換熱器。8.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，原料氣指的是含甲烷的混合氣、碳四氣體混合物、二氧化碳混合物或合成氣混合物;在脫除氣體中水分的同時脫除甲苯、苯、甲醇、三甘醇、乙醇中的一種或幾種VOCs。9.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，離子液體的類型包括:陽離子選自咪唑類、吡啶類、季銨鹽類、季磷鹽，陰離子選自雙三氟甲磺酰亞胺、四氟硼酸根、六氟磷酸根、乙酸根、硫酸二乙酯，吸收劑是單一離子液體或兩種離子液體的混合溶液。
【專利摘要】一種離子液體用于脫除氣體中水和揮發性有機物的方法，屬于氣體干燥凈化或吸收技術領域。吸收劑為單一離子液體或兩種離子液體的混合溶液等，將含有水分和VOCs的氣體送入吸收塔中，吸收塔在溫度0?100℃，壓力0.1?10MPa下操作，理論塔板數為5?20，塔頂得到氣體產品中水含量小于2000ppm，VOCs含量小于2000ppm。氣液分離器在常溫常壓條件下操作，高溫閃蒸罐在50?200℃，壓力0.01?0.9atm條件下操作，閃蒸罐采出離子液體循環使用。采用該離子液體及其混合溶劑同時吸收氣體中水分和VOCs時，吸收能力強，選擇性高，能耗少，減少對設備的腐蝕，壽命長，可重復循環使用。
【IPC分類】B01D53/14, C10L3/10, B01D53/26
【公開號】CN105727692
【申請號】CN201510992288
【發明人】雷志剛, 吳量, 韓敬莉, 代成娜, 陳標華
【申請人】北京化工大學
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月24日