一种含氯代烃废气的吸收方法与流程

文档序号:24884326发布日期:2021-04-30 13:05阅读:108来源:国知局

本发明属于气体吸收领域,具体地说,涉及一种含氯代烃废气的吸收方法。



背景技术:

氯代烃作为一种重要的有机溶剂和产品中间体,在很多化工工业中得以广泛使用,但往往却是致癌、致畸、致突变物质。同时,他们一般具有较低的蒸气压,导致极易挥发到大气中,对环境和人体健康造成危害。美国国家环保局最新确定的188种“有毒气体(hazardousairpollutants)”名单中,卤代vocs为32种。欧共体公布的废气“黑名单”上,排在首位的是卤代物及其衍生物。我国1989年提出的68种优先控制污染物中也有25种为氯代烃。

由于氯代烃的挥发对人类健康和环境的危害,含氯代烃废气的治理技术成为研究重点,其中吸收法由于工艺流程简单、操作稳定、运行费用低等特点被广泛用于化工生产过程回收氯代烃的工艺中。传统的吸收过程存在溶剂再生能耗高、装置体积大的缺点,同时由于溶剂具有挥发损失、易造成二次污染。对于特定的吸收设备来说,新型高效绿色的吸收剂是解决该技术瓶颈的关键。

目前,离子液体等溶剂因其优异的化学稳定性、热稳定性、不挥发性等诸多优点在反应、分离领域得到了广泛应用。cn102120123a公开了一种采用离子液体吸收氯代烃的方法。该发明中涉及的氯代烃包括二氯甲烷、二氯乙烷、氯乙烯。该离子液体的阳离子为咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季鏻盐类、吡咯啉类、胍类;阴离子为cl-、br-、bf4-、pf6-、cf3so3-、[(cf3so2)2n]-。该离子液体可为单一离子液体也可为混合离子液体。但是该离子液体的用量较大,且成本较高。

cn108786383a公开一种vocs吸收剂及其应用。该发明是将离子液体在表面活性剂和助表面活性剂的作用下,分散在水或生物柴油中得到微乳液,该微乳液对vocs有很高的溶解性,对污水处理厂中无组织排放的vocs进行回收再利用,但该方法对氯代烃选择性低,且对于有组织排放的高浓度的vocs的处理效果不佳。



技术实现要素:

针对现有氯代烃吸收剂的不足,本发明提供了一种含氯代烃废气的吸收方法。本发明采用三元复合溶剂作为吸收剂,可快速有效吸收废气中的氯代烃,吸收效率高,选择性好。

本发明提供的含氯代烃废气的吸收方法,包括以下内容:将含氯代烃废气与吸收剂接触,所述吸收剂为氯化胆碱、乙二醇和碱性氨基酸构建的三元复合溶剂,待吸收平衡后进行再生,再生吸收剂循环使用。

本发明中,所述的氯代烃可以是氯代烷烃、氯代烯烃、氯代芳香烃等中的至少一种,如可以是二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、三氯乙烷、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、氯苯和1,2-二氯苯等中的至少一种。

本发明中,所述的碱性氨基酸为赖氨酸、精氨酸和组氨酸等中的至少一种。

本发明中,所述的氯化胆碱、乙二醇和碱性氨基酸三个组分的摩尔比为1:(1~3):(2~6)。

本发明中,所述的氯化胆碱、乙二醇与氨基酸复合溶剂的制备方法为:将氯化胆碱、乙二醇和氨基酸混合,加热搅拌至变成均匀液体,冷却得到吸收剂。所述的加热温度为60~100℃,搅拌速度为100~200r/min,冷却至室温。

本发明中,含氯代烃废气与吸收剂接触条件为:压力0.1~0.3mpa,温度为10~40℃,液气比为3~5l/m3

本发明中,待吸收平衡后进行再生,采用减压再生方式,压力为10kpa~0.1mpa。进一步的,优选在n2氛围中进行,再生得到的吸收剂循环使用,稳定性好。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

(1)本发明以氯化胆碱、乙二醇和碱性氨基酸三元复合溶剂作为含氯代烃废气吸收剂,提升了氯代烃的吸收容量,增强了氯代烃的物理吸收效果,且对氯代烃的选择性好。

(2)本发明吸收剂通过减压方式就可实现氯代烃的高效解吸,再生溶剂可循环使用,稳定性好。

(3)本发明吸收剂原料来源丰富并且绿色,可生物降解,成本低廉,是一种高效环保的吸收剂。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明技术方案和效果。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料,如无特殊说明,均从常规生化试剂商店购买得到。

实施例1

按照1:2:2的摩尔比称取氯化胆碱、乙二醇和赖氨酸加入到反应器中,在80℃,100r/min进行搅拌,反应1h后,冷却至室温,即得到氯化胆碱/乙二醇/赖氨酸的三元复合溶剂。

将含二氯甲烷气体通入复合溶剂中,在吸收塔进行吸收,控制吸收温度为20℃,压力为0.1mpa,液气比为3l/m3。待吸收达到平衡后,通过重量法检测吸收前后的重量,经计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为263mg。

对吸收平衡的富溶剂进行减压再生,压力为0.01mpa,再生时间1h。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为257mg。

实施例2

按照1:2:4的摩尔比称取氯化胆碱、乙二醇和赖氨酸加入到反应器中,在90℃,150r/min进行搅拌,反应1h后,冷却至室温,即得到氯化胆碱/乙二醇/赖氨酸的三元复合溶剂。

将含二氯甲烷气体通入复合溶剂中,在吸收塔进行吸收,控制吸收温度为15℃,吸收压力为0.3mpa,液气比为4l/m3。待吸收达到平衡后,通过重量法检测吸收前后的重量,经计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为285mg。

对吸收平衡的富溶剂进行减压再生,压力为0.03mpa,再生时间0.5h。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为279mg。

实施例3

按照1:3:2的摩尔比称取氯化胆碱、乙二醇和赖氨酸加入到反应器中,在80℃,150r/min进行搅拌,反应2h后,冷却至室温,即得到氯化胆碱/乙二醇/赖氨酸的三元复合溶剂。

将含二氯甲烷气体通入复合溶剂中,在吸收塔进行吸收,控制吸收温度为30℃,吸收压力为0.1mpa,液气比为5l/m3。待吸收达到平衡后,通过重量法检测吸收前后的重量,经计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为252mg。

对吸收平衡的富溶剂进行减压再生,压力为0.05mpa,再生时间1h。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为248mg。

实施例4

按照1:3:4的摩尔比称取氯化胆碱、乙二醇和赖氨酸加入到反应器中,在100℃,200r/min进行搅拌,反应1h后,冷却至室温,即得到氯化胆碱/乙二醇/赖氨酸的三元复合溶剂。

将含二氯甲烷气体通入复合溶剂中,在吸收塔进行吸收,控制吸收温度为10℃,吸收压力为0.2mpa,液气比为5l/m3。待吸收达到平衡后,通过重量法检测吸收前后的重量,经计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为242mg。

对吸收平衡的富溶剂进行减压再生,压力为0.01mpa,再生时间30min。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为231mg。

实施例5

按照1:3:6的摩尔比称取氯化胆碱、乙二醇和赖氨酸加入到反应器中,在90℃,100r/min进行磁力搅拌,反应1.5h后,冷却至室温,即得到氯化胆碱/乙二醇/赖氨酸的三元复合溶剂。

将含二氯甲烷气体通入复合溶剂中,在吸收塔进行吸收,控制吸收温度为40℃,吸收压力为0.2mpa,液气比为4l/m3。待吸收达到平衡后,通过重量法检测吸收前后的重量,经计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为298mg。

对吸收平衡的富溶剂进行减压再生,压力为0.01mpa,再生间30min。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为290mg。

实施例6

同实施例1,不同在于:按照1:2:2的摩尔比称取氯化胆碱、乙二醇和精氨酸加入到反应器中,在80℃,100r/min进行搅拌,反应1h后,冷却至室温,得到透明的氯化胆碱/乙二醇/精氨酸复合溶剂。待吸收达到平衡后,经检测和计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为237mg。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为229mg。

实施例7

同实施例1,不同在于:按照1:2:2的摩尔比称取氯化胆碱、乙二醇和组氨酸加入到反应器中,在80℃,100r/min进行搅拌,反应1h后,冷却至室温,得到透明的氯化胆碱/乙二醇/组氨酸复合溶剂。待吸收达到平衡后,经检测和计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为251mg。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为245mg。

实施例8

同实施例1,不同在于:在n2氛围中进行再生,再生得到的吸收剂循环使用。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为261mg。

实施例9

将实施例1-8制备的复合溶剂用于不同含氯代烃废气的吸收,吸收效果如表1所示。吸收条件为同实施例1。

表1不同吸收剂的吸收效果(单位:mg/g吸收剂)

实施例9

某化工厂排放的有机废气中,非甲烷总烃的浓度为3125mg/m3,其中含有二氯甲烷、氯苯等氯代烃,浓度为1732mg/m3。采用实施例1、6、7的吸收剂进行吸收。经吸收平衡后,总有机物浓度为1601-1615mg/m3,氯代烃的浓度为255-268mg/m3。氯代烃的吸收率达到85%以上,其他挥发性有机物的吸收率低于3%。

比较例1

同实施例1,不同在于:采用cn103193710a实施例1制备的吸收剂。待吸收达到平衡后,经检测和计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为186mg,对吸收平衡的富吸收剂进行再生后,经吸收解吸循环10次后,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为158mg,其吸收能力有待提升,且对含氯有机物的吸收稳定性不佳,而且该离子液体及氯化稀土金属盐成本较高。

比较例2

同实施例1,不同在于:采用氯化胆碱和乙二醇以摩尔比为1:2制备复合溶剂作为吸收剂。待吸收达到平衡后,经检测和计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为139mg。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为128mg。

比较例3

同实施例1,不同在于:采用氯化胆碱和赖氨酸以摩尔比为1:2制备复合溶剂作为吸收剂。待吸收达到平衡后,经检测和计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为127mg。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为105mg。

比较例4

同实施例1,不同在于:采用乙二醇和赖氨酸以摩尔比为1:1制备复合溶剂作为吸收剂。待吸收达到平衡后,经检测和计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为86mg。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为69mg。

比较例5

同实施例1,不同在于:采用尿素或者乙二酸代替乙二醇制备复合溶剂作为吸收剂。待吸收达到平衡后,经检测和计算每克吸收剂吸收的二氯甲烷为122mg。经吸收解吸循环10次后,再生得到的吸收剂在相同操作条件下进行吸收,每克吸收剂吸收的二氯甲烷为115mg。

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