一种采用酚基离子液体复合吸收剂吸收二氧化碳方法与流程

本发明涉及二氧化碳吸收领域，更确切地说，它涉及一种采用酚基离子液体复合吸收剂吸收二氧化碳方法。

背景技术：

1、燃煤发电是我国电力的主要来源。燃煤烟气中的二氧化碳排放导致我国面临严峻的二氧化碳减排压力。

2、工业上常用有机胺水溶液或者复配体系作为吸收剂，通过化学反应的方法吸收二氧化碳。然而，该方法存在一系列问题，例如设备腐蚀、解吸能耗高、溶剂易挥发等，不符合绿色可持续发展的原则。

3、离子液体(ionic liquid)是由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的新型绿色溶剂，具有热稳定性高、化学稳定性高、不可燃、结构可设计等优势，作为溶剂、吸收剂、催化剂等在气体吸收及其催化转化等方面展现了巨大潜力。例如，现有技术已表明二氧化碳可以通过物理方式溶解于离子液体，但是常压下溶解度较小。另一种方法是利用功能化的离子液体通过化学的反应的方法吸收二氧化碳。例如，可以采用氨基功能化的离子液体来吸收二氧化碳，每摩尔离子液体可在常压下吸收0.5摩尔的二氧化碳。此后，现有技术发展了其它含氨基的季鏻型、咪唑型、季铵型、吡啶型离子液体用于吸收二氧化碳。但是，在受制于胺功能位点与二氧化碳的2：1的吸收机理，吸收容量不高而且不易脱附、脱附温度高达120℃，再加上制备成本高，导致目前不适宜大规模工业推广。

4、因此，基于功能离子液体的作用位点调节的特点，并考虑到工业化应用的实际，发展一种稳定性高、容易吸附、容易解吸的复合吸收剂，是实现绿色低能耗二氧化碳捕集利用的关键问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种采用酚基离子液体复合吸收剂吸收二氧化碳方法。

2、第一方面，提供了一种离子液体复合吸收剂，包括：离子液体及有机砜；

3、其中，所述离子液体为包括质子受体和质子供体的质子型碱性离子液体；所述质子受体和质子供体的摩尔比为1：1；

4、所述质子受体包括：1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯dbn、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯dbu、1,1,3,3-四甲基胍tmg、n,n’-二甲基哌嗪mpz、7-甲基-1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯mtbd、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷dabco；

5、所述质子供体包括：苯酚phoh、对氯苯酚cphoh、对甲基苯酚mpho；

6、所述有机砜包括：环丁砜bso、3-甲基环丁砜mbso、2,4-二甲基环丁砜dmbso。

7、作为优选，所述离子液体和所述有机砜的分解温度大于120℃。

8、第二方面，提供了如第一方面所述离子液体复合吸收剂的制备方法，包括：

9、步骤1、按照1：1摩尔比常温常压下混合质子受体和质子供体，得到质子型碱性离子液体；

10、步骤2、将所述质子型碱性离子液体与有机砜复配，在90℃下搅拌1～3h制得吸收剂。

11、作为优选，所述质子受体为1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯dbn，所述质子供体为苯酚phoh。

12、作为优选，步骤2中，所述有机砜为环丁砜bso。

13、第三方面，提供了采用如第一方面所述离子液体复合吸收剂吸收二氧化碳方法，包括：

14、步骤1、调节阴阳离子及复配体系中有机砜的比例，调节位点与二氧化碳之间的相互作用，得到质子型离子液体复合吸收剂；

15、步骤2、将所述质子型离子液体复合吸收剂用于二氧化碳吸收，在吸收过程中，吸收气体压力为0.001-1bar，吸收温度为20-80℃，吸收时间为0.1-10h；

16、步骤3、进行二氧化碳脱附，在脱附过程中，脱附温度为50-100℃，脱附时间为0.1-5h。

17、本发明的有益效果是：

18、1.相比于传统的有机胺或者氨基功能化离子液体体系，本发明提供的吸收剂粘度低、稳定性好，可以避免有机胺挥发和损失。

19、2.本发明采用有机砜调节的质子型离子液体复合吸收剂来吸收二氧化碳，吸收容量明显增加，常压下吸收量可达1.2mol/mol 1l。

技术特征：

1.一种离子液体复合吸收剂，其特征在于，包括：离子液体及有机砜；

2.根据权利要求1所述的离子液体复合吸收剂，其特征在于，所述离子液体和所述有机砜的分解温度大于120℃。

3.一种如权利要求1所述离子液体复合吸收剂的制备方法，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的离子液体复合吸收剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述质子受体为1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯dbn，所述质子供体为苯酚phoh。

5.根据权利要求4所述的离子液体复合吸收剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述有机砜为环丁砜bso。

6.一种采用如权利要求1所述离子液体复合吸收剂吸收二氧化碳方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及一种采用酚基离子液体复合吸收剂吸收二氧化碳方法，包括：调节阴阳离子及复配体系中有机砜的比例，调节位点与二氧化碳之间的相互作用，得到质子型离子液体复合吸收剂；将所述质子型离子液体复合吸收剂用于二氧化碳吸收，在吸收过程中，吸收气体压力为0.001‑1bar，吸收温度为20‑80℃，吸收时间为0.1‑10h；进行二氧化碳脱附，在脱附过程中，脱附温度为50‑100℃，脱附时间为0.1‑5h。本发明的有益效果是：本发明相比于传统的有机胺或者氨基功能化离子液体体系，本发明提供的吸收剂粘度低、稳定性好，可以避免有机胺挥发和损失。

技术研发人员：张威,卢晗锋,张力,崔国凯,丁得龙,尤晨昱,葛春亮
受保护的技术使用者：浙江天地环保科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5