[发明专利]一种吸收低沸点卤代烃气体的离子液体的制备及应用

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种吸收低沸点卤代烃气体的离子液体的制备及其在吸收低沸点卤代烃气体中的应用。

背景技术

低沸点卤代烃是化工行业常用的有机溶剂，应用范围十分广泛，如石油化工、制药、油漆、粘合剂、染料、制药等行业。这些溶剂是典型的挥发性有机污染物（VOCs），由于其沸点较低，在生产和传统的回收过程中会有相当一部分以有机废气的形式排入大气中，不仅浪费了资源，又污染了环境。随着社会的发展，人们的环保意识逐渐增强，VOCs的回收利用日益引起人们的重视。从工业排放的有机废气中回收有机溶剂，既可以减少对环境的污染，又可以回收有机溶剂，具有很好的社会效益和经济效益。

目前，工业上回收低沸点卤代烃的方法主要是冷凝法和吸收法。其中冷凝法工艺原理简单，可直接回收液态目标化合物，但是冷凝法很难完全回收低沸点卤代烃，会有部分未冷凝的气体排放至大气中。吸收法的优点是适用范围广，并可回收有价值的产品，缺点是采用常规的有机溶剂吸收低沸点卤代烃，直接吸收传质动力小，回收过程中能源消耗高，会造成其他有机物的污染。离子液体同传统溶剂相比较，具有沸点高、无臭无味、无污染、不易燃、易分离、易回收、可循环使用等优点，是传统溶剂的理想替代品，能够避免使用传统溶剂造成的环境污染等一系列问题，为环境友好的绿色溶剂。

发明内容

本发明针对现有低沸点卤代烃回收过程中能源消耗高、吸收效率低，会造成二次污染，浪费原料等问题，根据低沸点卤代烃气体和离子液体的性质，采用挥发性低、热稳定性好且对低沸点卤代烃溶解度大的离子液体在较低温度下吸收低沸点卤代烃气体，提供一种对低沸点卤代烃溶解度非常大的离子液体，用于低沸点卤代烃气体的吸收。这种离子液体吸收冷凝过程中未被冷凝的低沸点卤代烃气体，溶解速度快，溶解度大，溶解卤代烃的离子液体卤代烃不易挥发。吸收操作过程效率高，成本低，且离子液体可循环使用，提高低沸点卤代烃的回收率，降低环境污染。

一种吸收低沸点卤代烃气体的离子液体的制备及应用，具体步骤为：

a. 将氯化铝、氯化锌或氯化锂的一种与尿素、乙酰胺、丙酰胺、丁酰胺或己内酰胺的一种或二种按摩尔比1:1~10均匀混合，在70~150℃下反应1~10小时，然后将所得溶液在40~80℃真空干燥1~5小时，得到室温下呈液态的离子液体。

b．将该离子液体放置于吸收器中，在温度为20~100℃条件下，将低沸点卤代烃气体通入该离子液体中，离子液体吸收低沸点卤代烃气体的压强为常压或负压。离子液体吸收低沸点卤代烃为二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、1,2-二氯乙烯、1,1-二氯乙烯、三氯乙烯、3-氯丙烯、二溴甲烷、溴乙烷、碘乙烷、氟苯。

c. 本发明的离子液体既可以作为单一液体形式或者与其他离子液体或溶剂混合来吸收低沸点卤代烃气体，又可以负载在其他载体上吸收低沸点卤代烃气体，本发明所述的低沸点卤代烃气体为任意浓度的卤代烃气体。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例1

称取0.4mol己内酰胺和0.1mol氯化锌，将己内酰胺加入反应器中，打开搅拌器进行搅拌，加入氯化锌，在70℃下反应1h，然后将所得液体于真空干燥箱中80℃干燥1h，得到无色透明的离子液体。

将所得的己内酰胺-氯化锌离子液体放置于吸收器中，吸收器中放置搅拌器，40℃恒温10mL/min的速度向吸收器中通入二氯甲烷气体，每隔0.5h称量吸收器的重量，直至恒重，平衡后，二氯甲烷在离子液体中的摩尔分率为0.71。二氯甲烷摩尔分率是指二氯甲烷的摩尔数在二氯甲烷和离子液体全部组分摩尔数所占的比例。

实施例2

称取0.2mol乙酰胺和0.1mol氯化锌，将乙酰胺加入反应器中，打开搅拌器进行搅拌，加入氯化锌，在85℃下反应2h，然后将所得液体于真空干燥箱中60℃干燥2h，得到无色透明的离子液体。

将所得的乙酰胺-氯化锌离子液体放置于吸收器中，吸收器中放置搅拌器，40℃恒温10mL/min的速度向吸收器中通入二氯甲烷气体，每隔0.5h称量吸收器的重量，直至恒重，平衡后，二氯甲烷在离子液体中的摩尔分率为0.31。

实施例3

称取0.3mol己内酰胺和0.1mol氯化锂，将己内酰胺加入反应器中，打开搅拌器进行搅拌，加入氯化锂，在75℃下反应2h，然后将所得液体于真空干燥箱中50℃干燥4h，得到无色透明的离子液体。