[发明专利]用于气体吸着的离子液体和装置的使用方法

说明书

发明领域

本发明涉及使用离子液体的方法，特别是用于吸着具有电多极矩的气体或者蒸汽的方法。此外，本发明涉及用于吸着气体或者蒸汽的装置。

发明背景

二氧化碳(CO₂)是存在于许多气体源中的不期望的稀释剂。为了提高气体的品质，应当将CO₂除去到可接受的规格。在气体加工工业中，已经使用了不同的技术用于除去CO₂，包括化学溶剂、物理溶剂和隔膜。迄今为止，化学溶剂(其是与CO₂可逆反应的)最普遍的用于除去CO₂。

此外，从气态流中除去CO₂的方法是已知的，其包括将含有CO₂的气态流与吸收剂接触，该吸收剂包含1-20wt的水和含有吡啶或者咪唑阳离子和阴离子的离子液体，其中所述的接触是在吸收条件下进行的，来从含有CO₂的气态流中吸收至少一部分的CO₂，和形成CO₂吸收剂络合物。其后，回收该具有降低的CO₂含量的气态产物。

但是，该已知的除去CO₂的方法是昂贵的。

发明目的和内容

本发明的目的是提供除去气态或者蒸汽组分的方法和除去气态或者蒸汽组分的装置，其能够节约使用或者比已知的方法更廉价。

这个目的可以通过根据独立权利要求的使用离子液体的方法，特别是用于吸着具有电多极矩的气体或者蒸汽的方法和用于吸着气体或者蒸汽的装置来解决。另外的示例性实施方案描述在从属权利要求中。

根据本发明的示例性方面，提供了将离子液体用于吸着具有电多极矩的气体的方法，其中该离子液体包含阴离子和非芳族阳离子。应当注意的是根据本申请，术语“气体”和“气态”和“蒸汽”和“蒸汽态”可以分别互换使用，即，在这些两个术语之间没有区别。

特别地，该电多极矩可以是电偶极矩和/或电四极矩。该吸着可以是吸附或者吸收。该离子液体可以是纯离子液体，即，基本上仅仅含有阴离子和阳离子的液体，同时不含其他组分，例如水。可选择的，可以使用含有该离子液体和溶剂或者另外的化合物例如水的溶液。例如，非该离子液体的其他组分的含量可以是35质量%或者更低，特别是小于30质量%，小于20质量%，小于10质量%，或者甚至小于5质量%，其中对于全部上述范围来说，下限可以是大约10ppm。但是，在水作为其他组分的情况中，该范围可以是大约10ppm-50%质量，特别是大约10ppm-35%质量，大约10ppm-20%质量，大约10ppm--10%质量，或者甚至大约10ppm-5%质量。在本文上下文中，应当注意根据具体的实施方案，该吸着可以通过离子液体本身来进行，例如可以具体是物理吸着。通常，该离子液体还可以进行化学吸着、物理吸着或者组合的化学-物理吸着。这种方法必须区别于这样的方法，在其中离子液体仅仅形成了化合物或者组分例如聚合物的溶剂，其因此充当了用于具有电多极矩的气体的吸着剂。即，根据本发明具体的实施方案，该离子液体可以形成吸着具有电多极矩的气体的的吸着剂。因此，根据示例性实施方案的方法可以包含步骤：通过离子液体吸附具有电多极矩的气体，其中该离子液体可以是纯的或者基本纯的离子液体或者可以包括一些具有仅仅很少，例如小于35质量%的另外的组分的添加剂。在最普遍的形式中，该离子液体可以用[Q⁺]_n[Z^n-]来代表，其中Q代表非芳族阳离子，并且其可以通过例如WO2005/021484所述的方法来生产，该文献在此引入作为参考。

根据本发明的示例性方面，提供了用于吸着具有电多极矩的气体的装置，其中该装置包含离子液体的贮器，该离子液体包含阴离子和非芳族阳离子。

特别地，该装置可以包括入口、包含该离子液体的容器和任选地出口。该装置可以用于从选自回收气体、合成气体、水煤气（water gas）、天然气、纳入的空气（inhaled air）和放出的空气（exhaled air）的介质中吸着具有电多极矩的气体例如CO₂。特别地，该装置可以是热泵。该热泵可以包含回路，该回路包含作为工作介质的CO₂和包含阴离子和非芳族阳离子的该离子液体。特别地，在热泵中使用成对的（a pair of）含有CO₂和离子液体的工作介质会是有利的，因为CO₂是无毒的，其与其他可汽化的工作物质相比，较少涉及环境问题。