本發(fā)明涉及廢氣處理領域，特別是涉及一種用于高效吸收分離氯化氫的離子液體，該離子液體能作為吸收劑從工業(yè)生產過程中所產生的尾氣中高效吸收和分離氯化氫。

背景技術：

1、本部分提供了與本申請相關的背景信息，這些信息并不必然構成現有技術。

2、在石油、化工、制藥、冶金等工業(yè)中，存在含氯化氫(hcl)的混和尾氣，例如hcl/c2h2混和尾氣、氯乙烯工業(yè)尾氣等。氯化氫氣體具有強腐蝕性和刺激性氣味，如果直接排放則對環(huán)境危害極大，目前普遍采用堿液吸收去除在這些混和尾氣中的hcl氣體，該技術方案雖然簡單，但hcl會轉化為附加值低的氯化鹽而無法回收利用，并且增加了廢液的排放。

3、吸收分離法是一種常用的從混和氣中分離回收有價值氣體的方法，該方法是依靠吸收劑對特定氣體的選擇性吸收，并隨著溫度和壓力變化實現吸收和解吸再生的，其中吸收劑是氣體分離的關鍵?，F有的應用于hcl分離工藝的吸收劑大多是有機溶劑和低共熔溶劑(des)，這類材料均存在沸點低、解吸能耗高、溶解損耗大等問題。

4、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(tài)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(fā)、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；cn1709553a報道了氨基酸類離子液體用于酸性氣體吸收的方法；cn104645785a報道了一種氯化氫和二氧化硫混合氣體的分離回收方法，利用水吸收混氣中的氯化氫產生低附加值的鹽酸產品；專利cn109603437a報道了一種以二甘醇為吸收劑分離回收hcl氣體，吸收劑中hcl的濃度為20～40wt％(平均吸收量約0.30g/g)，解吸溫度80～150℃，解吸率約87％；專利cn108689797a報道了一種離子液體用于脫出氟代化合物中hcl的方法，該離子液體主要是咪唑、吡啶類常規(guī)離子液體，吸收劑在閃蒸罐中加熱到100～200℃解吸出hcl氣體，吸收劑吸收容量低，解吸能耗較高；專利cn?117339349a報道了利用乙二醇吸收分離輕烴類與hcl混合氣體的方法，吸收劑為低沸點有機溶劑，分離過程溶劑消耗量較大。因此，離子液體作為吸收劑應用于氯化氫氣體的吸收和分離具有良好的工業(yè)應用前景。

5、本發(fā)明設計開發(fā)一種高效的離子液體分離材料，可以進一步提高吸收性能、降低再生能耗，回收工業(yè)尾氣中hcl氣體。

技術實現思路

1、本發(fā)明旨在提供一種用于高效吸收分離氯化氫的離子液體，該離子液體能作為吸收劑從工業(yè)生產過程中產生的尾氣中高效吸收分離氯化氫，該離子液體的hcl吸收量高并且穩(wěn)定性好。

2、為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種用于高效吸收分離氯化氫的離子液體，所述離子液體具有氫鍵受體和氫鍵供體，所述離子液體在一定條件下吸收工業(yè)尾氣中不同濃度的氯化氫，所述離子液體吸收氯化氫后再在一定的溫度和壓力下解吸出氯化氫，解吸后的離子液體可重復使用，所述離子液體的循環(huán)穩(wěn)定性好。所述離子液體中的陽離子是含有一個或多個羥基的基團，陰離子是含有吸電子能力的基團，所述離子液體通過與hcl形成多位點氫鍵作用實現對hcl的高效吸收分離。

3、hcl與所述離子液體形成強的氫鍵作用而被吸收，并且能通過加熱和/或減壓的方式快速解吸出hcl氣體。優(yōu)選的，所述離子液體對hcl的吸收溫度為10～50℃，吸收壓力為0.1mpa～4.0mpa；所述離子液體對hcl的解吸溫度為60～120℃，解吸壓力為0.1kpa～1.0mpa，解吸后的離子液體可循環(huán)使用。

4、所述離子液體可以作為吸收劑處理的包含氯化氫氣體的工業(yè)尾氣，優(yōu)選的，所述工業(yè)尾氣中氯化氫氣體的體積比濃度為0.5％vol～80％vol。

5、所述離子液體由陰離子和陽離子組成，所述離子液體的陽離子為膽堿類陽離子、醇胺類陽離子、咪唑類陽離子、哌嗪類陽離子中的至少一種，所述離子液體的陰離子為琥珀酰亞胺離子、咪唑陰離子、吡咯烷酮陰離子、乙醇酸根、三氮唑陰離子離子、氯離子、溴離子、硝酸根、三氟甲磺酸根、甲基磺酸根中的至少一種。

6、優(yōu)選的，所述離子液體包括結構式(ⅰ)所示的化合物、結構式(ⅱ)所示的化合物和結構式(ⅲ)所示的化合物中的至少一種：

7、

8、其中，滿足：

9、r1為h或cmh2m+1o(m為整數并且0≤m≤4)；

10、r2為cmh2m+1o或cnh2n+1(m為整數并且0≤m≤4，n為整數并且0≤n≤4)；

11、r3為cnh2n+1(n為整數并且0≤n≤4)；

12、r4為咪唑或哌嗪中的一種或幾種；

13、為琥珀酰亞胺離子、咪唑陰離子、吡咯烷酮陰離子、乙醇酸根、三氮唑陰離子離子、氯離子、溴離子、硝酸根、三氟甲磺酸根、甲基磺酸根中的至少一種。

14、與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

15、本發(fā)明提供的離子液體對氯化氫氣體的吸收量高、熱穩(wěn)定好，采用加熱和/或減壓方式可將所述離子液體吸收的氯化氫氣體快速解吸出來，所述離子液體易再生循環(huán)利用。

16、下面結合具體實施例進行說明。

技術特征：

1.一種用于高效吸收分離氯化氫的離子液體，所述離子液體由陰離子和陽離子組成，其特征在于，

2.根據權利要求1所述的離子液體，其特征在于，所述離子液體包括結構式(ⅰ)所示的化合物、結構式(ⅱ)所示的化合物和結構式(ⅲ)所示的化合物中的至少一種：

3.權利要求1或2所述的離子液體在吸收氯化氫氣體中的應用。

4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，所述應用為：于包含所述氯化氫氣體的工業(yè)尾氣中吸收所述氯化氫氣體。

5.根據權利要求4所述的應用，其特征在于，所述工業(yè)尾氣中所述氯化氫氣體的體積比濃度為0.5％vol～80％vol。

6.根據權利要求4所述的應用，其特征在于，

技術總結
本發(fā)明涉及一種離子液體，離子液體由陰離子和陽離子組成，其特征在于，陽離子為膽堿類陽離子、醇胺類陽離子、咪唑類陽離子、哌嗪類陽離子中的至少一種；陰離子為琥珀酰亞胺離子、咪唑陰離子、吡咯烷酮陰離子、乙醇酸根、三氮唑陰離子、氯離子、溴離子、硝酸根、三氟甲磺酸根、甲基磺酸根中的至少一種。本發(fā)明還涉及上述離子液體在吸收氯化氫氣體中的應用。

技術研發(fā)人員：董海峰,李丹,劉帆,劉偉,任夢雨,楊燁霖,王宗旭
受保護的技術使用者：惠州市綠色能源與新材料研究院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/24