[发明专利]一种采用超重力强化离子液体吸收分离含氨气体的方法

权利要求书

1.一种采用超重力强化离子液体吸收分离含氨气体的方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1：对离子液体进行干燥处理，在干燥处理中，采用分子蒸馏仪对离子液体进行蒸馏，在蒸馏完毕后，将收集的离子液体进行水分测定，直至测定结果中水分含量小于50ppm；

S2：将含氨气体从逆流旋转填充床顶端通入逆流旋转填充床内部，再将上述步骤中得到的干燥后的离子液体从逆流旋转填充床左端进口通入雾化喷头内，由雾化喷头将离子液体雾化成微形液滴后扩散入逆流旋转填充床内的转子填料内，使其与含氨气体逆流接触，之后离子液体从逆流旋转填充床底端液体出口排出，而含氨气体则通过逆流旋转填充床顶端侧面的气体出口排出；

S3：收集逆流旋转填充床底端液体出口排出的离子液体，并测定该离子液体中氨气的溶解度。

2.根据权利要求1所述的一种采用超重力强化离子液体吸收分离含氨气体的方法，其特征在于：在所述S1步骤中，离子液体包括[HSO₃MIM][BF₄]、[EMIM][BF₄]、[C₆MIM][BF₄]以及吡啶类、烷基铵类和有机磷类等离子液体。

3.根据权利要求2所述的一种采用超重力强化离子液体吸收分离含氨气体的方法，其特征在于：所述[HSO₃MIM][BF₄]的原料包括：采用纯度大于99％的氮甲基咪唑和1,4-丁基磺酸内脂、40％四氟硼酸水溶液和98％浓硫酸，

其制备步骤如下：

1)：称取相同摩尔质量的氮甲基咪唑和1,4-丁基磺酸内脂放入圆底烧瓶内，水浴反应12h，温度为50℃，期间采用磁力搅拌器进行搅拌，直至溶液变为白色悬浊液；

2)：将上述产物进行抽滤，并用乙醚反复洗涤，得到白色粉末状固体，此即为1-甲基-3-丁基磺酸咪唑盐，将其放于干燥箱内干燥35h，干燥温度为65℃；

3)：称取一定质量的1-甲基-3-丁基磺酸咪唑盐置于圆底烧瓶内，并加入等摩尔量的四氟硼酸水溶液，搅拌反应8h，反应温度为85℃，得到淡黄色粘稠液体；

4)：将淡黄色粘稠液体放入真空干燥箱中进行干燥处理，干燥时间为24h，干燥温度为80℃，之后，采用分子蒸馏仪进行除水蒸馏，得到[HSO₃MIM][BF₄]。

4.根据权利要求3所述的一种采用超重力强化离子液体吸收分离含氨气体的方法，其特征在于：在采用分子蒸馏仪进行除水蒸馏时，蒸馏温度为90℃，并在蒸馏结束后进行水分含量测定，若其水分含量大于50ppm，则重复进行蒸馏。

5.根据权利要求3所述的一种采用超重力强化离子液体吸收分离含氨气体的方法，其特征在于：在1-甲基-3-丁基磺酸咪唑与等摩尔量的四氟硼酸水溶液进行反应后，对其溶液进行PH值检测，使其PH值位于4.5～5.5之间，若高于该区间，则加入适量的1-甲基-3-丁基磺酸咪唑进行调节，若低于该区间，则加入适量的四氟硼酸水溶液进行调节。

6.根据权利要求1所述的一种采用超重力强化离子液体吸收分离含氨气体的方法，其特征在于：在所述S2步骤中，所述转子填料包括同心环碟片、多孔金属丝网、颗粒状和多聚物泡沫、转鼓结构填料和折流板填料等。

7.根据权利要求1所述的一种采用超重力强化离子液体吸收分离含氨气体的方法，其特征在于：在所述S2步骤中，逆流旋转填充床的液体流量为10～36m³/h，气体流量为0.2～1.0m³/h，转速为400～800r/min。

8.根据权利要求1所述的一种采用超重力强化离子液体吸收分离含氨气体的方法，其特征在于：在所述S3步骤中，离子液体中氨气的溶解度计算公式为：其中，X_NH3表示为氨气在离子液体中的浓度比，n_g、n_s分别表示氨气和离子液体的摩尔数。