《功能化離子液體同時脫除合成氣中CO2和H2S的基礎研究》是依託北京化工大學，由任樹行擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：功能化離子液體同時脫除合成氣中CO2和H2S的基礎研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：任樹行
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著我國經濟社會的不斷發展，作為化學工業中極其重要的原料氣，合成氣的需求量日益增加。由於合成氣中含有CO2和H2S等酸性氣體，而這些酸性氣體對合成化學品有很大的副作用，因此合成氣中脫除CO2和H2S一直是化學工業領域重要的研究方向。結合我國合成氣脫除CO2和H2S現狀及國內外研究熱點，本項目擬採用離子液體作為CO2和H2S的吸收劑，開展功能化離子液體同時脫除合成氣中CO2和H2S的研究，旨在解決同時脫除CO2和H2S的一系列基礎問題，以期減少合成氣淨化過程中吸收劑揮發和能量消耗。具體包括：認識功能化離子液體同時吸收、分步解吸CO2和H2S的機理，實現離子液體的定向製備；掌握離子液體和CO2、H2S之間作用力與溫度、離子液體結構之間的關係。最終形成一種功能化離子液體用於合成氣同時脫硫脫碳的新工藝，實現合成氣淨化過程的節能、高效、環保。
結題摘要
合成氣是化工行業重要的原料氣，其中含有的CO2和H2S等酸性氣體在合成化學品時對催化劑等有較大的副作用，傳統溶劑可以有效脫除酸性氣體，但由於溶劑的揮發性大或作用力較強，易造成溶劑損失或高能耗。基於以上問題，本項目引入功能化離子液體作為CO2和H2S的吸收劑，開展了同時脫除合成氣中CO2和H2S的研究。 本項目合成了30餘種功能化離子液體，包括季胺基胺基酸鹽、氨基氯鹽、咪唑基疏水型離子液體、多乙烯多胺離子液體、季胺基酚鹽等，表征了其結構，並對其物化性質進行了研究。發現了陰離子為胺基酸的離子液體，其陰離子上氨基的pKb越大與酸性氣體作用力越強，實現了離子液體的定向製備。通過添加少量乙二醇等溶劑，獲得了一系列功能化離子液體混合吸收劑，發現了乙二醇等溶劑對含氨基離子液體吸收酸性氣體的促進作用。 研究了不同溫度、壓力和氣體組成下，離子液體及其混合吸收劑與CO2和H2S的相平衡關係，並對吸收解吸動力學進行了研究，獲得了高H2S吸收量的離子液體混合吸收劑，在40℃，0.005 MPa H2S分壓下，吸收量可達2.36 mol H2S/kg吸收劑，這也是目前報導的同樣條件下H2S吸收量最高的吸收劑。 通過本項目的研究，獲得了離子液體及其混合吸收劑吸收、解吸酸性氣體的相互作用本質，闡明了溫度、離子液體結構及離子液體與酸性氣體之間作用力的內在關係，以及溶劑的促進機理。
