一种二级配方的二氧化硫低共熔吸收剂组成比例

本发明专利技术公开了一种低成本、低粘度的SO2吸收剂，由双吗啉基二乙基醚甲氧基乙酸盐、A组分(N

【技术实现步骤摘要】
一种二级配方的二氧化硫低共熔吸收剂


[0001]本专利技术针对绿色化工中酸性气体的分离，具体涉及一类低成本的低共熔溶剂的制备及用于二氧化硫的脱除，属于化工分离领域。

技术介绍

[0002]近年来，工业上煤炭和石油的大量使用产生了大量二氧化硫(SO2)使得环境严重污染。受SO2污染的空气不仅造成局部或全球气候反常现象，还会直接威胁到人类健康和社会安全。因此，如何经济有效地控制燃煤过程和工业烟气中SO2的排放，是我国乃至世界能源和环境领域急需解决的关键性问题。现有工业中常用的SO2脱除方法主要石灰石
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石膏法脱硫技术，但是这类方法会产生大量的副产物石膏，而且吸收剂很难循环利用。
[0003]低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents，简称DESs)是近年快速发展的一类绿色溶剂，具有原料易得、价格便宜、合成简便、无需提纯、生物相容性好等优点，在很多领域中有重要的应用潜力，比如有机合成、工业催化、气体脱除、萃取分离以及电化学等领域。在DESs用于SO2的脱除方面，专利CN111744326A报道了咪唑离子液体和吡啶离子液体做成的DESs用于SO2的脱除，但是原料成本较高，不利于工业化。专利CN110448996A与CN111821813A报道了基于咪唑氯盐的二元或三元DESs用于SO2的脱除，然而氯盐对设备腐蚀性较大，很难获得工业应用。专利CN109529555A报道了咪唑氯盐或咪唑六氟磷酸盐与丁二腈制备的DESs用于SO2的分离，一方面氯盐对设备腐蚀严重；另外工业尾气中通常含有一定量的水汽，六氟磷酸盐遇水分解成HF气体，严重腐蚀设备，工业应用困难。
[0004]本专利技术报道了一种二级配方的DESs用于SO2的脱除，在保证SO2有较高脱除率的前提下，成本较低，粘度较小且吸收剂蒸气压低；且本专利技术所设计的脱硫剂可面向各种类型的含硫气源中的SO2气体，高效地实现对SO2的选择性脱除，有重要的工业应用前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于公开一种低成本低粘度的SO2配方吸收剂用于不同气源中 SO2的脱除。这类吸收剂主要由离子液体、低共熔溶剂与水按照特定比例在室温下混合而成。其中离子液体是双吗啉基二乙基醚甲氧基乙酸盐(具体结构见下式)，低共熔溶剂主要是由基于同系物的两种有机溶剂混合而成。这种SO2吸收剂具有制备方法简易、成本低廉、粘度小、再生能耗低等优点。
[0006][0007]图1.离子液体的结构图
[0008]一种低成本低粘度的SO2配方吸收剂，质子型离子液体、低共熔溶剂与水所占的质量比范围分别是20％～40％、40％～50％与10～20％。
[0009]上述基于同系物的低共熔溶剂，由A组分(1
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烷基咪唑与咪唑)、B组分(N
‑ꢀ
甲基吡咯烷酮与2
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吡咯烷酮)与C组分(2
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咪唑烷酮与1，3
‑
二甲基咪唑烷酮组成)按照特定比例混合而成。A组分中所述的1
‑
烷基咪唑的结构如下：
[0010][0011]其中R为己基、丁基、乙基。
[0012]基于同系物的低共熔溶剂，A组分中1
‑
烷基咪唑与咪唑的摩尔比范围为5∶1～1∶3；B组分中N
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甲基吡咯烷酮与2
‑
吡咯烷酮的摩尔比范围为5∶1～1∶5；C组分中2
‑
咪唑烷酮与1，3
‑
二甲基咪唑烷酮的摩尔比范围为3∶1～1∶5。
[0013]一种低成本低粘度的SO2配方吸收剂，吸收SO2的工作温度为室温～80℃， SO2脱除浓度范围为0～20v/v％。
[0014]一种低成本低粘度的SO2配方吸收剂，其再生温度为60～80℃。
具体实施例
[0015]1.称取2.0g含双吗啉基二乙基醚甲氧基乙酸盐20wt.％，A组分30wt.％(其中 1
‑
乙基咪唑与咪唑按等摩尔比混合而成)，B组分20wt.％(N
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甲基吡咯烷酮与2
‑ꢀ
吡咯烷酮的摩尔比为1∶2)，C组分20wt.％(2
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咪唑烷酮与1，3
‑
二甲基咪唑烷酮的摩尔比为1∶1)，水含量为10wt.％的吸收剂，室温下SO2浓度为5000ppm时测得溶解度为0.046g SO2/g DESs。
[0016]2.按照实施例1中的条件，改变SO2吸收剂的组成，具体结果见下表：
[0017][0018][0019]以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二级配方的SO2吸收剂，其由质子型离子液体、低共熔溶剂与水按照特定比例混合而成。2.根据权利要求1所述的SO2吸收剂，质子型离子液体为双吗啉基二乙基醚甲氧基乙酸盐，由双吗啉基二乙基醚与甲氧基乙酸按照等摩尔比在常温下混合而成。3.根据权利要求1所述的SO2吸收剂，质子型离子液体、低共熔溶剂与水所占的质量比范围分别是20％～40％、40％～50％与10～20％。4.根据权利要求1所述的低共熔溶剂，由A组分(1
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烷基咪唑与咪唑)、B组分(N
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甲基吡咯烷酮与2
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吡咯烷酮)与C组分(2
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咪唑烷酮与1，3
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二甲基咪唑烷酮组成)按照特定比例混合而成。5.根据权利要求1所述的SO2吸收剂，SO2的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴有庭，张效敏，吴杭之，胡兴邦，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：