[发明专利]一种环胺类二氧化硫气体吸收剂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种气体吸收剂及其制备方法，具体地说是一种可循环使用的SO₂气体吸收剂及其制备方法和吸收、解吸处理。

二、背景技术

室温离子液体一般是指由体积相对较大的有机阳离子和体积相对较小的无机或有机阴离子构成、在室温或近于室温下呈液态的物质。由于其具有许多不同于分子型溶剂的特殊理化性质，如强的静电场、几乎无蒸汽压、高导电性和良好的电化学稳定性、可设计性等，室温离子液体作为一类新型的绿色溶剂和“软”功能材料，已在有机合成、催化科学、分离分析、电化学、材料科学等领域得到了广泛的应用。离子液体作为一种功能介质和材料在满足绿色化工、清洁能源、资源环境、国家安全等人类社会重大需求方面也必将大有作为。

酸雨危害是当今全球最严重的环境问题之一，酸雨对粮食作物、蔬菜、花卉、森林和草原的危害已相当严重。大气中二氧化硫等酸性物质的急剧增加是形成酸雨的主要原因。全世界每年向大气中排放大量的二氧化硫，其中我国每年排入大气中的二氧化硫总量为1850-2500万吨，酸雨污染面积达国土的40％，居世界之首，每年给国家造成的经济损失达1000亿元以上。

为了控制二氧化硫排放，治理酸雨污染，减少经济损失，国内外已研究开发出了200多种烟气脱硫技术，工业化应用的已达10余种之多，最常用的有石灰石/石膏法、喷雾干燥法、吸收再生法、炉内喷钙法、氧化铜法等。这些工艺及装置投资巨大，占地多，运行成本高；有些方法副产石膏或其它产品，销售非常困难，大部分方法在脱硫时产生的物质无法利用，只好将其抛弃，对硫资源造成极大浪费，此外，在脱硫过程中还常常存在二次污染的问题。

因此，大气污染的治理急需低成本，能够资源化，操作管理简单，小型化的脱硫方法以及脱硫装置。研究并开发适合中国国情的锅炉烟气脱硫技术，既能满足环保要求又能为企业乐于接受，是中国脱硫领域努力的方向。

申请号为200810025024.7中国专利文献中合成的离子液体吸收剂，用于吸收SO₂气体，考虑的是二元羧酸系列的吸收剂，主要从阴离子方面加以研究。申请号为200510069406.6中国专利文献中合成离子液体吸收剂，采用该类液体吸收SO₂气体，而合成的物质为醇胺羧酸盐，其阳离子是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和二苷醇胺，阴离子是乙酸和乳酸。申请号为200510073345.0中国专利文献利用氨基酸类离子液体吸收酸性气体，主要是用来吸收CO₂气体，没有SO₂吸收实施例，制备得到的氨基酸类离子液体成本高，不利于工业化，该专利文献合成氨基酸离子液体是一种咪唑型离子液体，是将氨基酸作为一个基团，接在五元环的一个氮原子上。

三、发明内容

本发明旨在提供一种可循环使用的环胺类离子液体作为SO₂气体吸收剂及其相应的吸收、解吸处理方法，所要解决的技术问题是遴选适宜的环胺类阳离子和短链羧酸阴离子并构建相应的制备方法。

本发明所称的可循环的SO₂气体吸收剂为环胺类离子液体吸收剂，是以下结构式所示：

式中CA为环胺，R为H或者C₁～C₂烷基。

具体地说，CA优选自六次甲基四胺或者咪唑或者5-吡唑酮或者1H-1，2，4-三氮唑或者哌嗪或者三聚氰(酰)胺或者2-咪唑基乙胺或者三聚氯氰或者2-氯-乙氨基-6-异丙基胺基均三氮苯或者2，4-二氯-6-(邻氯代胺基)均三氮苯等及其各自衍生物，其中在氮原子上有取代基。

R优选自H或者甲基或者乙基等。

以上所述的SO₂气体吸收剂的制备方法，是以环胺和短链羧酸为原料，包括反应过程和分离过程，所述的反应过程是在溶剂中于10～90℃条件下反应2～24小时，所述的溶剂选自蒸馏水或者乙醇，反应结束后分离脱去溶剂和过量的反应物得到吸收剂。

以上所述的SO₂气体吸收剂的制备方法，是以环胺和短链羧酸为原料，包括反应过程和分离过程，所述的反应过程是环胺和短链羧酸在90～160℃条件下无溶剂直接反应2～20小时，反应结束后蒸去过量的反应物得到吸收剂。