一种利用离子液体从干气或工业尾气中吸收分离轻烃的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用离子液体从干气或工业尾气中吸收分离轻烃的方法，以离子液体或离子液体和分子溶剂的混合溶剂作为吸收剂，与干气或工业尾气接触，吸收得到含轻烃的吸收液，再经解吸分离得到轻烃；所述的轻烃为主要含有C2～C4的烷烃或烯烃。本发明专利技术提供了一种利用离子液体从干气或工业尾气中吸收分离轻烃的方法，以离子液体或离子液体和分子溶剂的混合溶剂作为吸收剂，采用吸收-解吸的方法，回收分离轻烃，所述的吸收剂具有很高的轻烃溶解度及分离选择性，可以实现轻烃的高效分离回收，综合回收率最高可达98.5％。

【技术实现步骤摘要】
一种利用离子液体从干气或工业尾气中吸收分离轻烃的方法
本专利技术涉及干气及工业尾气的分离和回收纯化领域，具体涉及一种利用离子液体从干气或工业尾气中吸收分离轻烃的方法。
技术介绍
由重油催化裂化、热裂化、延迟焦化等产生的炼油厂干气，以及化工设备排放的尾气等，含有一定含量的轻烃资源，但是它们通常被送入瓦斯管网用作燃料气，造成了资源的低品位利用。因此从干气和工业尾气中回收轻烃具有重要的实际意义和经济意义。目前，工业上对干气等烃类混合气的分离方法主要是深冷分离法、溶剂吸收法、吸收和精馏耦合分离法。第一种方法利用烃类混合气中各组分的相对挥发度不同，在低温下冷凝，然后在精馏塔内进行多组分精馏分离，之后在不同的精馏温度下，把各组分逐个分离；后两种方法利用混合气中各组分在某吸收剂中的溶解度不同，用吸收剂实现轻烃的选择性吸收，或吸收后用精馏的方法，把各组分从吸收剂中逐一分离。20世纪90年代初，美国Stone&Webster公司先后开发了以分馏器为核心的第一代ARS(AdcancedRecoverySystem)技术和以热集成精馏系统(HRS)为核心的第二代ARS技术用于烃类的分离，产品纯度可达到聚合级。美国Mobil公司和AirProducts公司共同开发的深冷分离工艺于1987年正式工业化生产，使液化催化裂化(FFC)工艺中乙烯收率达90％～98％。公开号为US4718986的美国专利文献中公开了一种采用两个精馏塔从C4烃混合物中制备99wt％以上1-丁烯的工艺。该工艺中，C4混合物在第一个精馏塔中，组分异丁烷从塔顶排出，重组分从塔釜导入第二个精馏塔，从第二个塔的塔顶得到纯度99wt％的1-丁烯，塔釜得到正丁烷、2-丁烯和1-丁烯的混合物。公开号为CN1414067A的中国专利文献中公开了一种天然气中轻烃的回收方法，在天然气浅冷工艺后，使所得产物导入二级三相分离器内进行气液分离，气体进入吸收塔的底部与吸收塔内的天然气油C5+进行气液交换生成C3、C4组份，然后回收；液体与二级三相分离器内的轻烃混合后进入解吸塔，脱除甲烷与乙烷，解吸液进入下一级解吸塔得到C3、C4组分后回收。但该方法只适用于从天然气中回收C3、C4，并不适用于干气及工业尾气中轻烃的回收，且吸收剂易挥发损耗。公开号为CN1640992A的中国专利文献公开了一种冷冻油的吸收方法，采用装置自产稳定的轻烃混合物作吸收剂，用量较少且能获得较高的轻烃回收率，工艺也较简单。但该方法只适用于从油田伴生气或天然气中回收液化气，不能回收C2馏份，吸收剂易挥发损耗并，也无法用于干气及工业尾气中轻烃的回收。公开号为CN101063048A的中国专利文献公开了一种采用中冷油吸收分离炼厂催化干气的方法，包括压缩、脱除酸性气体、干燥净化、吸收、解吸、冷量回收和粗分等步骤组成，采用炼厂生产的液化气作吸收剂，具有成本低廉，损失低等优点。但该工艺中需将干气冷却至-30～-40℃，属于中冷分离工艺，因此投资较大，能耗较高。尽管现有工艺已较成熟，但深冷分离法能耗巨大，一般适用于大规模烯烃的回收，而吸收法中所采用的吸收剂为分子溶剂，存在易挥发、热稳定性差等不足，难以完全回收循环使用，并且容易造成环境和产品的污染。因此，有必要开发新型吸收溶剂和吸收方法，提高干气和工业尾气中轻烃分离的选择性和吸收容量。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用离子液体从干气或工业尾气中吸收分离轻烃的方法，以离子液体或离子液体和分子溶剂的混合溶剂作为吸收剂，采用吸收-解吸的方法，回收分离轻烃，所述的吸收剂具有很高的轻烃溶解度及分离选择性，可以实现轻烃的高效分离回收。干气为油品加工过程中所产生的多种气体的混合气，混合气主要含有氮气、氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、一氧化碳、二氧化碳、C4以上烃类、水蒸气及氦气、氩气等不凝性气体；所述的工业尾气为各种工艺设备排放的废气，混合气主要含有氮气、氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、一氧化碳、二氧化碳、C4以上烃类、水蒸气及氦气、氩气等不凝性气体。本专利技术公开了一种利用离子液体从干气或工业尾气中吸收分离轻烃的方法，包括如下步骤：以离子液体或离子液体和分子溶剂的混合溶液作为吸收剂，与干气或工业尾气接触，吸收得到含轻烃的吸收液，再经解吸分离得到轻烃；所述的轻烃为主要含有C2～C4的烷烃或烯烃。经吸收剂吸收后获得的剩余尾气为氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水蒸汽及氦气、氩气等不凝性气体。所述的离子液体由阳离子M+和阴离子N-两部分组成，经研究发现，阴离子N-上含有长烷基链的离子液体具有很高的轻烃溶解度，对C2～C4的轻烃具有很高的分离选择性，且具有粘度低、宽液程等特点，适合于轻烃的分离。作为优选，所述的阴离子N-为碳数为6～22的长链脂肪酸阴离子(CnH2n+1COO-，n＝5～21)、碳数为4～12的长链烷基磺酸酯阴离子(CnH2n+1SO4-，n＝4～12)、碳数为4～12的长链烷基磷酸酯阴离子((CnH2n+1)2PO4-，n＝4～12)、碳数为4～12的长链烷基亚磷酸酯阴离子(CnH2n+1HPO3-，n＝4～12)中的一种；所述的阳离子M+为咪唑型阳离子、季鏻型阳离子、季铵型阳离子、吡咯烷型阳离子中的一种。优选为具有取代基的咪唑型阳离子、具有取代基的季鏻型阳离子、具有取代基的季铵型阳离子、具有取代基的吡咯烷型阳离子中的一种。所述的咪唑型阳离子、季鏻型阳离子、季铵型阳离子和吡咯烷型阳离子上带有的取代基各自独立，且对其种类并没有严格地限定，可选用C4～C16的烷基，取代基的数目可以为单取代或多取代(如二取代或三取代等)，多取代时不同位点上的取代基可以相同也可以不同。对于具有较高粘度的离子液体，则可以在其中加入分子溶剂作为稀释剂，提高流动性，形成离子液体与分子溶剂的混合溶剂，进行吸收分离。作为优选，所述分子溶剂为C6～C16烃类、芳烃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜或水；所述的芳烃可以为苯、甲苯、二甲苯等。作为优选，所述离子液体和分子溶剂的混合溶剂中分子溶剂的体积百分数为0.1～20％。但为了更完整地回收吸收剂，达到更好的脱出效果，尽可能地优选纯离子液体作吸收剂。进一步优选，所述的离子液体为四丁基鏻正辛酸盐、四丁基铵正己酸盐、三己基十四烷基鏻月桂酸盐、N,N-丁基乙基吡咯烷硫酸丁酯、N,N-丁基甲基吡咯烷亚磷酸丁酯、1-丁基-2，3-二甲基咪唑亚磷酸己酯或三己基十四烷基铵磷酸二丁酯。上述优选的离子液体均对C2～C4的轻烃具有极佳的溶解度及优异的分离选择性，轻烃的回收率均高于91％。再进一步优选，所述的离子液体为四丁基鏻正辛酸盐，其对C2～C4轻烃的回收率高达98.5％。作为优选，吸收剂与干气或工业尾气接触吸收轻烃的条件为：温度为5～20℃，压力为1.0～5.0MPa；进一步优选：吸收温度为10℃、吸收压力为2.0MPa。研究表明温度过低，离子液体的流动性变差，温度过高则轻烃的溶解度显著下降，较高的吸收压力有利于脱轻烃。解吸分离可采用升温解吸，也可以升温、减压并用解吸；作为优选，所述的解吸分离条件为：温度为35～80℃，压力为0.1～0.8MPa；进一步优选为：解吸温度为75℃、解吸压力为0.2MPa。所述利用离子液体从干气或工业尾气中吸收分离轻烃的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用离子液体从干气或工业尾气中吸收分离轻烃的方法，其特征在于，包括如下步骤：以离子液体或离子液体和分子溶剂的混合溶剂作为吸收剂，与干气或工业尾气接触，吸收得到含轻烃的吸收液，再经解吸分离得到轻烃；所述的轻烃为主要含有C2～C4的烷烃或烯烃。

【技术特征摘要】
2014.05.14 CN 201410204457.41.一种利用离子液体从干气或工业尾气中吸收分离轻烃的方法，其特征在于，所述吸收分离轻烃的步骤为：以离子液体作为吸收剂，与干气或工业尾气接触，吸收得到含轻烃的吸收液，再经解吸分离得到轻烃；所述的轻烃为主要含有C2～C4的烷烃或烯烃；所述的离子液体为四丁基鏻正辛酸盐。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，吸收剂与干气或工业尾气接触吸收轻烃的条...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢华斌，赵旭，杨启炜，任其龙，鲍宗必，苏宝根，张治国，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33