[发明专利]脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂及脱除方法

说明书

本发明涉及一种脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂，由浓盐酸、离子液体和氧化剂构成。将含有HCl和SO₂的氯乙酸尾气通入本发明的吸收剂中，SO₂被吸收剂吸收转化为SO₄²‑，得到高效脱除，剩余HCl从吸收剂中溢出，可回收高纯HCl，用作化工合成原料，从而实现对氯乙酸尾气的高效处理和利用。本发明的脱除方法简单、能量消耗低，脱除效率高。

技术领域

本发明涉及一种二氧化硫吸收剂，尤其涉及一种脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂，同时，本发明还涉及使用该吸收剂脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的方法。

背景技术

氯乙酸是一种重要的有机化工中间体，在染料、医药、农药、日用化工、表面活性剂等行业均有广泛应用，目前国内氯乙酸企业的生产大多采用以硫磺为催化剂的醋酸氯化法，该法经醋酸吸收、分段冷凝后产生的尾气含有氯化氢、二氧化硫及微量的氯化硫、乙酰氯、氯乙酰氯、醋酸、氯气等成分，其中氯化氢含量为91％-95％，SO₂含量为4.9％-8.9％，其它杂质总量为0.1％。对尾气的处理，目前常用的方法为氯化釜→氯化氢→盐酸回收→水洗或碱洗→排放，得到副产物盐酸，但由于副产物盐酸中含硫，其应用范围相当局限，主要出售给金属加工行业，用做酸洗除锈，而其它行业大多不能使用。

由于副产物盐酸中SO₂占总杂质的98.5％以上，因此脱除氯乙酸尾气中SO₂对尾气的处理具有重大意义。目前常规采用的脱除副产物盐酸中SO₂的方法为，向盐酸中通入氧气或氯气，将SO₂氧化成硫酸根，用钡盐将硫酸根沉淀，经此过程后盐酸可达国家一等品标准，SO₂去除率为95％。然而，此法处理氯乙酸尾气会产生大量水洗或碱洗废液，对环境造成一定程度的污染。中国专利申请CN 102249189 A公开了“一种氯乙酸生产中盐酸的回收方法”，将氯乙酸尾气中氯化氢经除硫塔、水洗、吸收后制得可达工业合成一等品的盐酸，其操作压力为0.1-0.4MPa，水洗吸收盐酸温度为300℃-500℃，该方法能耗高、耗水量大。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种脱硫率高、能耗低的脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂。

为实现上述目的，本发明的脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂，由浓盐酸、离子液体和氧化剂构成，所述离子液体为烷基季铵盐离子液体、烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体或烷基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体中的一种，离子液体与浓盐酸的体积比为1:15-1:10，所述氧化剂为无机氧化剂，氧化剂在浓盐酸中的浓度为0.08-0.15mol/L。

本发明吸收剂用于脱除氯乙酸尾气中SO₂的反应机理为，通过离子液体吸收SO₂使SO₂溶于液相，并利用离子液体对SO₂具有较大溶解性的特性，增加气液传递效果，再通过相转移使SO₂溶解在浓盐酸的水相中形成SO₃^2-，最后被混合在浓盐酸中的氧化剂氧化生产SO₄^2-，实现对SO₂的脱除。因此吸收剂中浓盐酸、离子液体和无机氧化剂对于SO₂的作用是相互结合相互影响的，采用浓盐酸作为吸收基体，一方面可以避免氯乙酸尾气中HCl气体的吸收，保证HCl的回收率；另一方面提供酸性介质，促进SO₂的溶解；离子液体的选择，既要考虑对SO₂的溶解性能，又要考虑与浓盐酸和氧化剂间的影响；氧化剂的选择，既要考虑对物质的氧化转化速率，保证尾气在通入吸收剂的过程能够被迅速脱除SO₂，又要考虑与浓盐酸、离子液体间的影响。结合浓盐酸、离子液体和氧化剂三种物质对于SO₂的综合作用，选定离子液体及氧化剂的种类，并限定离子液体与浓盐酸的体积比，氧化剂与浓盐酸的配比，从而得到具有脱硫效率高、能耗低的脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂。