[发明专利]一种含离子液体的混合溶液吸收二氧化碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域中一种采用含离子液体的混合溶液吸收二氧化碳的方法，属于二氧化碳处理技术领域。 

背景技术

大气中温室气体的增大是导致气候变暖的直接原因。其中，化石燃料产生的大量二氧化碳是造成温室效应的主要源泉，因此为了减少因二氧化碳含量增加而引起的各种自然灾害和环境污染，就必须将二氧化碳吸收，富集，成为安全、无毒、丰富的C资源。二氧化碳的吸收是化学工业中常见的问题。目前，二氧化碳的吸收方法有物理吸收法，膜吸收法，空气分离/排气循环法，化学吸收法等方法，每一种方法各有其特点及应用领域。现今少数进行商用CO₂捕捉的煤电厂都使用单乙醇胺作为二氧化碳吸收剂。但单乙醇胺具有腐蚀性，有机胺类吸收剂存在易挥发，有腐蚀性，吸收率低等问题，同时其本身蒸汽压较大，在二氧化碳的吸收过程中形成有机化合物，造成环境污染。同时这种方法也需要使用大型设备，并且只有在二氧化碳处于轻微至中等压力下才有效。因此，从成本、效率上来看，都不是很理想。 

离子液体是完全由特定阳离子和阴离子构成的一种新型介质和功能材料，由于其具有低挥发性，良导电与导热性、高热稳定性等优点，离子液体的研究受到世界各国科研和企业界的广泛关注。近年来，一系列研究表明离子液体具有良好的吸收CO₂的能力，CO₂在离子液体中的吸收属于物理过程，CO₂易于从离子液体中脱附回收，这就解决了现有二氧化碳吸收技术中传统有机溶剂高挥发性导致的设备腐蚀和复杂的后处理问题。目前已有离子液体作为吸收剂捕集CO₂的专利报道：如CN102151468(2010)报道了一种碱性离子液体捕集二氧化碳的 方法。CN101468308(2007)报道了担载离子液体可逆选择吸附二氧化碳材料及其制备方法。国外涉及离子液体吸收二氧化碳技术的专利有US6579343(2003)，US7527775(2009)，US0266230(2009)，US0251558(2006)，US0129598(2005)，因此，离子液体在CO₂吸收过程具有良好的工业应用前景，但含离子液体的混合溶液吸收二氧化碳的研究并不多，CN101700454(2009)报道了一种碱性离子液体和有机胺复配的水溶液吸收二氧化碳，吸收压力为0.1atm至10atm，限制了二氧化碳的吸收压力，实用性有限。 

发明内容

本发明的目的是提供一种含离子液体的混合溶液在CO₂吸收方面的应用。 

本发明的技术方案如下： 

一种含离子液体的混合溶液吸收二氧化碳的方法，其特征在于，含离子液体的混合溶液是离子液体A和离子液体B的混合溶液，或离子液体A或离子液体B与有机溶剂C的混合溶液，其中离子液体A的阳离子是N，N-二烷基咪唑阳离子，阴离子为四氟硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子或氯离子；离子液体B的阳离子为N，N-二烷基咪唑阳离子，阴离子为三氟甲基硫酰胺阴离子。有机溶剂C为甲醇或丙酮。离子液体A和离子液体B的混合溶液中离子液体A的质量百分含量为10-90％，在离子液体A或离子液体B与有机溶剂C的混合溶液中的有机溶剂C的质量百分含量为10-90％；包括以下步骤：将上述含离子液体的混合溶液加入反应釜中，抽至真空，向反应釜中通入CO₂，吸收温度为10℃-80℃，搅拌进行吸收；二氧化碳的平衡压力范围为0.01Mpa-10Mpa；达到汽液相平衡后，取出液相解析出CO₂，含离子液体的混合溶液可以循环使用。 

在本发明中，含离子液体的混合溶液吸收二氧化碳的方法为物理吸收，解析后，溶液体系可循环使用，该类含离子液体的混合溶液吸收二氧化碳的压力 范围为0.01MPa至10Mpa，吸收压力范围大，含离子液体的混合溶液吸收CO₂不仅具有纯离子液体吸收CO₂的优点：能耗低，热稳定性好，化学稳定，无挥发性或低挥发性，基本不会污染环境等，同时还具有以下优势：离子液体与离子液体可以通过混合调制其在CO₂气体分离过程中的溶解度和选择性，提高分离效率；离子液体与有机溶剂混合可以综合二者的优点：离子液体无挥发性，CO₂在有机溶剂中溶解度比在离子液体中的大；改善CO₂的吸收性能，进而可以提高CO₂在该混合溶液中的溶解度，具有循环利用和绿色经济性的特点。 

具体实施方式