專利名稱：氣體預(yù)純化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及除去空氣中雜質(zhì)的領(lǐng)域。具體地說，本發(fā)明涉及利用離子性液體除去 空氣中的雜質(zhì)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代空氣分離單元(ASU)設(shè)備通常利用吸附床來除去進料空氣中的雜質(zhì)，再進行 低溫蒸餾。這些預(yù)純化單元(PPU)通常除去空氣中可能不利于恰當(dāng)?shù)牡蜏乜諝夥蛛x作業(yè)的 成分。這些雜質(zhì)包括水、二氧化碳、一氧化碳、氫和烴類，比如丁烷、丙烯和乙炔。其它烴類 如丙烷和乙烯以及一氧化二氮在PPU中部分除去。除去這些雜質(zhì)能提高ASU的工藝安全性 并且無需使用低溫吸附劑。通過將雜質(zhì)吸附在吸附劑上，比如包含在PPU容器中的活性氧化鋁和分子篩的表 面上來純化進料空氣。氧、氮和氬不吸附而流過這些容器。PPU容器的吸附容量有限，必須 再生，因此通常要有2或3個PPU床交替使用。當(dāng)一個PPU床達到其飽和點，空氣切換流過 另一 PPU床。在再生期間，對PPU減壓，并將再生空氣流過該無氣流(off-stream)容器以 除去吸附的成分。如下文所述，

圖1描述了典型的兩床、雙層PPU裝置。PPU中的吸附床可包含兩個以上的層以便除去進料空氣中的其它雜質(zhì)。例如，通常 在吸附床中加入鈀和Carulite催化劑層，通過將氫和一氧化碳分別轉(zhuǎn)化成水和二氧化碳 而將其除去，然后進料流再進行低溫蒸餾。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，與利用諸如活性氧化鋁和分子篩等傳統(tǒng)吸附劑相比，在進行低溫 蒸餾之前將離子性液體應(yīng)用在空氣預(yù)純化中產(chǎn)生許多優(yōu)點。這些優(yōu)點包括能夠更有效地除 去進料空氣中的雜質(zhì)以實現(xiàn)連續(xù)操作，因而能簡化工藝設(shè)計；更有效的催化劑-產(chǎn)物分離； 降低容器的容積和相關(guān)成本；降低能耗及其相當(dāng)?shù)某杀?；和減少吸附床因高速氣流和壓力 迅速變化而導(dǎo)致的吸附劑損壞所造成的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供除去進料氣流中的雜質(zhì)的方法，包括將該進料氣流送入含有離子性液 體的吸附容器。本發(fā)明提供在低溫蒸餾進料氣流之前對其預(yù)純化的方法，例如在空氣分離單元 中。本發(fā)明除去的雜質(zhì)選自下組二氧化碳、硫化氫、二氧化硫、氫、一氧化碳和烴類。 所述烴類選自下組丁烷、丙烯、乙炔、丙烷和乙烯。在另一實施方式中，本發(fā)明提供除去含雜質(zhì)的進料氣流中的雜質(zhì)的方法，包括以 下步驟a)將所述進料氣流送入含有離子性液體的第一吸附容器，其中除去所述進料氣流 中的雜質(zhì)；b)將不含雜質(zhì)的進料氣流中的一部分引至第二床，其中所述不含雜質(zhì)的氣流再生所述第二床中的離子性液體；和c)將不含雜質(zhì)的進料氣流的其余部分引至低溫蒸餾單元。該實施方式可以是一次完成式的(once through)，也可以是循環(huán)式的，從而在一 個容器吸附進料氣流中的雜質(zhì)之時，第二容器進行再生。離子性液體是純離子性的鹽樣物質(zhì)，它們通常在-96到200°C寬的溫度范圍內(nèi)是 液態(tài)。離子性液體還是非揮發(fā)性的，從而能更好地通過組合陽離子和陰離子來配制。在本發(fā)明的一個方面，優(yōu)選的離子性液體選自下組基于咪唑鐺、吡啶鐺、吡咯烷 鐺、胍鐺、銨、磷鐺和锍的離子性液體、或它們的混合物。這些離子性液體是任務(wù)特異性的離 子性液體(task-specific ionic liquid) (TSIL)。這些化合物具有以下結(jié)構(gòu)陽離子
權(quán)利要求
1.一種除去進料氣流中的雜質(zhì)的方法，包括使所述進料氣流進入含有離子性液體的 吸附容器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述離子性液體選自下組基于咪唑鐺、吡 啶鐺、吡咯烷鐺、胍鐺、銨、磷鐺和锍的離子性液體、或它們的混合物。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述離子性液體具有以下結(jié)構(gòu) 陽離子 陰離子 Θ Θ ΘPFe ^ BF4、Hal、RO SC^寸。式中，Ri、R2、R3和R4是不同的烷基和烯基且選自下組氫和具有1-12個碳原子的直鏈 或支鏈烷基和烯基。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括在所述離子性液體中存在選自下組 的胺硫脲和氨基。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括將羥基引入所述陽離子中。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述進料氣流是空氣流。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，除去所述雜質(zhì)后將所述進料氣流引入低溫 蒸餾單元。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述雜質(zhì)選自下組二氧化碳、硫化氫、二氧 化硫、氫、一氧化碳和烴類；所述烴類選自下組丁烷、丙烯、乙炔、丙烷和乙烯。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述離子性液體涂布于基材表面上。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述離子性液體涂布于多孔性珠和團粒上 或包封在多孔性珠和團粒中。
11.一種除去含雜質(zhì)的進料氣流中的雜質(zhì)的方法，包括以下步驟a)將進料氣流送入含有離子性液體的第一吸附容器，其中所述雜質(zhì)從該進料氣流中除去；b)將不含雜質(zhì)的進料氣流中的一部分引入第二床，其中所述不含雜質(zhì)的氣流再生該第 二床中的離子性液體；和c)將不含雜質(zhì)的進料氣流的其余部分引入低溫蒸餾單元。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述離子性液體選自下組基于咪唑鐺、 吡啶鐺、吡咯烷鐺、胍鐺、銨、磷鐺和锍的離子性液體、或它們的混合物。
13.如權(quán)利要求12所述方法，其特征在于，所述離子性液體具有以下結(jié)構(gòu) 陽離子
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括在所述離子性液體中存在選自下 組的胺硫脲和氨基。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括將羥基引入所述陽離子中。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述雜質(zhì)選自下組二氧化碳、硫化氫、二 氧化硫、氫、一氧化碳和烴類；所述烴類選自下組丁烷、丙烯、乙炔、丙烷和乙烯。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述離子性液體涂布于基材表面上。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述離子性液體涂布于多孔性珠和團粒 上或包封在多孔性珠和團粒中。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法選自下組壓力擺動吸附、溫度 吸擺動附、真空擺動吸附、真空壓力擺動吸附和濃度擺動吸附方法。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法是循環(huán)進行的。
全文摘要
本發(fā)明提供了在進料空氣流進入低溫蒸餾單元之前除去其中雜質(zhì)的方法。該進料空氣流接觸吸附該空氣中雜質(zhì)的離子性液體。該方法可以利用一個或多個床，例如在壓力擺動吸附工藝中。
文檔編號B01D53/14GK102091502SQ200910258550
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者呂亞平, 翟素玲 申請人:琳德股份公司