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天然气和炼厂气中往往含有CO2、H2S等酸性组分,目前工业上广泛采用醇胺法进行脱酸处理,但是存在发泡、变质、腐蚀等难以解决的问题。离子液体的阴阳离子结构可以调节,有望开发出具有特殊官能团的功能化离子液体,作为CO2、HES等酸性气体的吸收材料,并逐步成为研究热点。
本论文采用三乙烯四胺、乙二胺、三乙胺和氟硼酸、硝酸、硫酸为原料,合成出了12种离子液体,并研究了其吸收CO2和H2S的性能,发现由三乙烯四胺与硝酸按照摩尔比1:1合成的离子液体的吸收性能最优。
搭建了CO2吸收-解吸装置,并考察了不同条件下离子液体吸收CO2的规律。结果表明,纯离子液体难以吸收CO2而离子液体的水溶液可以吸收CO2。当离子液体的浓度不小于40wt%时,CO2净吸收量随水含量的增大而逐渐增大;当离子液体的浓度不大于40wt%时,CO2净吸收量基本不随水含量而变化。CO2净吸收量随压力升高而增大,但超过10atm后CO2净吸收量增幅减缓;CO2净吸收量随温度的升高而减小:离子液体的吸收容量随其浓度增大而增大。最佳离子液体吸收CO2的优化条件如下:离子液体浓度40wt%,压力10atm,温度15℃,此
研究了吸收CO2后的离子液体在常压下的解吸规律。发现解吸时间越长,解吸温度越高,解吸速度越快,解吸率越高。解吸最佳温度为80℃,最佳时间为45min,此时CO2的解吸率达97.5%。
在恒温35℃,常压下,考察了离子液体吸收H2S的规律。结果表明,水含量越大,离子液体对H2S的吸收速率越快且达到平衡时的净吸收量越高;离子液体的吸收容量随浓度增大而增大。H2S最佳吸收浓度为40wt%～60wt%,此时净吸收量为0.84～1.09mol/mol。