本发明专利技术公开了一种采用离子液体吸收从裂解气中分离制备乙炔的方法，该方法先以重组分吸收剂吸收裂解气中的重组分，再以离子液体或者由离子液体和有机溶剂组成的混合溶液为吸收剂，采用吸收-解吸的方法，依次高压吸收裂解气，吸收液预热后进行分段减压、升温解吸，将轻组分、乙炔和高炔解吸出来，分离得到高纯度的乙炔。该方法具有分离效率高、溶剂消耗少、安全环保、适用工业化生产等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学工程技术中乙炔的分离纯化领域，具体涉及一种。
技术介绍
乙炔是一种重要的有机化工基本原料，可以作为原料合成聚氯乙烯等高分子材料，也可以作为原料合成丁二醇、醋酸、丙烯腈等精细化学品，堪称“有机合成之母”，同时乙 炔广泛的应用于金属切割焊接等其他领域。乙炔生产的方法较多，有传统的电石法和甲烷部分氧化法，以及新兴的等离子体裂解法等方法。其中的等离子体法是利用电弧等离子体发生器加热工作气体(氢、氮、氩或其混合气等)并形成高温、高速的热等离子体射流，在等离子体反应器中形成数千摄氏度的高温，煤粉、石油或天然气等进入到该高温区，被快速裂解，生成富含乙炔的裂解气，等离子体法具有高效、低碳、流程简洁的优点，是一种具有工业前景的乙炔生产方法。但无论是甲烷部分氧化法还是等离子体裂解法，获得的裂解气都是很多组分形成的混合气体，比如等离子体裂解得到的混合气包括ch4、C2H6, C2H4, CO2, C2H2,C0、H2以及丁二炔等高炔和焦油等，乙炔的体积浓度多在4°/Γ 5%，这就需要通过一定的分离方法来获得高纯度的乙炔气体。目前，从裂解气中回收分离乙炔的方法有吸收法、吸附法和低温精馏法等，工业应用上主要是吸附法和溶剂吸收法。美国专利US3638399采用活性炭通过变压吸附方法除去裂解气中的三乙炔和其他聚乙炔的前体，并催化聚合反应，同时吸附萘等物质，以达到分离纯化乙炔的目的，但单纯的活性炭变压吸附分离难以获得高纯度乙炔产品。溶剂吸收法是应用最广泛的方法，目前所使用的溶剂主要是各类挥发性有机溶齐U，包括甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、丙酮、甲醇、丁内酯等。美国专利US1960326中采用硫酸和苯的衍生物混合溶剂吸收分离乙炔；而US2818133中使用丙酮作为吸收剂，将乙炔及其同系物溶解吸收，与其他组分实现分离，后续则利用乙炔与同系物在丙酮中的不同挥发性质，在一定温度下分离得到高含量乙炔。公开号为CN101486625A的中国专利申请在分离气态烃氧化热解制乙炔的裂解气时，乙炔同样采用有机溶剂吸收法，所涉及的有机溶剂有甲醇、甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、丙酮等，后续的乙炔精制采用碱洗塔去除CO2提高乙炔的纯度。公开号为CN101734985A的中国专利申请则是采用了多种工艺对裂解气进行分离，分阶段除去各种杂质，使用变压吸附法分离H2，溶剂吸收法回收乙炔，选用的溶剂是NMP、DMF及液氨等。美国专利US3960910则是根据乙炔等与过渡金属离子形成络合物的效果，采用含有配位金属的有机溶剂溶液进行吸收，分离得到乙炔，可以有效的分离乙炔、CO等，但对于含有乙炔同系物的裂解气，由于乙炔同系物与金属的配位作用与乙炔相似，难以有效解吸分离得到乙炔。美国专利US3647843也是使用配位金属CuAlCl4和甲苯的混合溶液与乙炔络合反应，吸收分离天然气得到其中的乙炔，CuAICI4和甲苯的混合溶液实现了循环利用。美国专利US4545966使用的是CuAl (CN) Cl3配位分离烷烃、乙炔、CO等混合气，根据不同温度下对不同气体的溶解差异，进行分离。上述溶剂吸收方法都是采用有机溶剂或金属配位络合剂作为吸收剂进行吸收或络合反应，之后再通过在不同条件下解吸的方法分离得到乙炔，但有机溶剂普遍具有挥发性，吸收剂采用减压、加热或者气体吹扫解吸时都会将部分的溶剂带入产品气中，溶剂的回收较为复杂，需要通过设置水洗、精馏等步骤实现溶剂的循环利用，溶剂循环成本高，同时不可避免的存在溶剂损耗。同时单纯的有机溶剂对乙炔的分离选择性低、吸收容量小，溶剂的用量大，处理量小。而配位金属容易与水、硫化物等发生反应而失活，对裂解气组成要求较高，难以长时间循环利用。因此，有必要开发新型吸收溶剂和吸收方法，提高裂解气中乙炔分离的选择性及经济效益
技术实现思路
、本专利技术提供了一种以较强碱性的离子液体或离子液体与有机溶剂组成的混合溶剂为吸收剂，从裂解气中分离得到高纯乙炔的方法。离子液体，是一类由阴阳离子组成，在室温或近室温条件下均为液体的熔融性盐类，在分离领域作为一类绿色新型分离介质而引人关注。与传统有机溶剂相比，离子液体作为吸收剂具有一些独特的性质，具有很宽的液态温度范围，几乎可以忽略的蒸汽压，不挥发，不可燃，对有机物和无机物具有很好的溶解性能，有很好的热稳定性，同时具有可设计性，能够根据需要进行功能化设计合成，在化工分离具有良好的应用前景。通过裂解气在离子液体中溶解度的研究发现，离子液体对裂解气中各主要成分的气体溶解度有明显的差异，可以采用离子液体吸收实现乙炔的分离纯化。特别是，具有较强的氢键碱性的离子液体对乙炔有很高的分离选择性，可以将结构相似、性质相近的乙炔和乙烯、乙炔和高炔实现高效分离。一种，包括步骤(I)用重组分吸收剂吸收裂解气中的重组分，得到重组分吸收液和剩余裂解气；所述的重组分包括沸点为80°C 300°C的组分，如焦油、苯和萘等；(2)用离子液体或离子液体和有机溶剂的混合溶液作为吸收剂吸收步骤(I)中的剩余裂解气中的乙炔、轻组分和高炔，得到含乙炔的吸收液和剩余尾气，含乙炔的收液预热后进行分段减压和升温解吸，依次将轻组分、乙炔和高炔解吸出来，分别解吸分离得到轻组分、乙炔、高炔和吸收剂，吸收剂循环利用；所述的轻组分包括C2I6的烯烃、C1I6的烷烃和二氧化碳；所述的高炔包括CfC8的炔烃，如甲基乙炔、丁二炔等。所述的裂解气可采用本领域制备乙炔的裂解气，如通过电弧、等离子体或半氧化法裂解煤、石油及各类馏分、烷烃、天然气、生物质、橡胶等中的一种而获得的乙炔的体积浓度在3°/Γ60%的混合气，主要成分一般包括CH4、C2H6, C2H4, CO2, C2H2, CO、H2以及丁二炔等高炔、焦油等，本专利技术方法对本领域制备乙炔的裂解气均适用。为了达到更好的专利技术效果，优选步骤(I)中，所述的重组分吸收剂选用N-甲基吡咯烷酮、N，N_ 二甲基甲酰胺或丁内酯。这些吸收剂具有较高的沸点，对重组分的溶解度较大。步骤(2)中，所述的离子液体选用强氢键碱性离子液体，由阳离子M+和阴离子N—两部分组成；离子液体的种类及其繁多，理论上可达IO18种。本专利技术经研究发现，离子液体对乙炔的选择性主要由它的阴离子决定。阴离子的氢键碱性较高且在一个恰当的范围内时，对乙炔具有较好的分离效果，同时解吸相对简单，氢键碱性过大分离选择性很大但解吸困难，氢键碱性过小则分离效果较差，而阳离子对乙炔的分离选择性影响较小。经优选，确定阴离子K为氯离子、溴离子、醋酸根、磷酸根、硫酸根、三氟甲基磺酸根、三氟甲基磺酰基亚胺根、乳酸根、氨基酸根、批唑阴离子、咪唑阴离子、三氮唑阴离子、四氮唑阴离子、Π引唑阴离子、苯三唑阴离子、苯酚阴离子、恶唑酮阴离子等具有氢键碱性离子中的一种；确定阳离子M+为具有取代基的一系列阳离子中的一种，包括但不限于具有取代基的咪唑型阳离子、具有取代基的吡啶型阳离子、具有取代基的季鱗型阳离子、具有取代基的哌啶型阳离子、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等中的一种。所述的阳离子M+中的取代基并没有严格的限定，可选用C广C14的烷基、羟乙基中的一种或两种。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。上述离子的结构式部分列本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种采用离子液体吸收从裂解气中分离制备こ炔的方法，包括步骤 (1)用重组分吸收剂吸收裂解气中的重组分，得到重组分吸收液和剰余裂解气；所述的重组分包括沸点为80°c 300°C的组分； (2)用离子液体或离子液体和有机溶剂的混合溶液作为吸收剂吸收步骤(I)中的剩余裂解气中的こ炔、轻组分和高炔，得到含こ炔的吸收液和剩余尾气，含こ炔的吸收液预热后进行分段减压和升温解吸，依次将轻组分、こ炔和高炔解吸出来，分别解吸分离得到轻组分、こ炔、高炔和吸收剂，吸收剂循环利用；所述的轻组分包括C^C6的烯烃、C1I6的烷烃和ニ氧化碳；所述的高炔包括CfC8的炔烃。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的裂解气是通过电弧、等离子体或半氧化法裂解煤、石油及各类馏分、烷烃、天然气、生物质、橡胶中的一种而获得的こ炔的体积 浓度在3°/Γ60%的混合气。3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(I)中，所述的重组分吸收剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-ニ甲基甲酰胺或丁内酷。4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的离子液体由阳离子M+和阴离子N-两部分组成；所述的阴离子N-为氯离子、溴离子、醋酸根、磷酸根、硫酸根、三氟甲基磺酸根、三氟甲基磺酰基亚胺根、乳酸根、氨基酸根、吡唑阴离子、咪唑阴离子、三氮唑阴离子、四氮唑阴离子、吲唑阴离子、苯三唑阴离子、苯酚阴离子、恶唑酮阴离子中的ー种；所述的阳离子M+为具有取代基的咪唑型阳离子、具有取代基的吡啶型阳离子、具有取代基的季鱗型阳离子、具有取代基的哌啶型阳离子、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ー种； 所述的有机溶剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：任其龙，邢华斌，李如龙，苏宝根，杨启炜，赵旭，何潮洪，陈新志，吴忠标，陈丰秋，荣冈，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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