[发明专利]高效脱氨新方法

说明书

技术领域

本发明涉及脱氨方法，具体涉及一种以铁基离子液体为吸收剂的脱氨新方法。

背景技术

氨气是一种刺激性气味的气体，在炼焦工业等很多化工生产过程中，都会有大量氨气产生，由于氨气对生产设备及管道有严重腐蚀作用，含氨废水和燃烧后产生的氮氧化物会对环境产生严重污染，焦炉煤气中的氨还会对吸收煤气中粗苯的洗油质量有严重影响，而氨可以用来制成化肥或化工原料，因此必须进行前期吸收转化处理并回收利用，才会满足绿色化工生产的要求。

目前，焦化行业的主要脱氨工艺有：浓氨水工艺、生产硫酸铵工艺、生产无水氨工艺、氨分解与焚烧工艺、副产农用碳酸氢铵新工艺等。不过上述方法都有各自的不足，例如，浓氨水工艺设备腐蚀严重，产品质量差，工艺过程会造成环境污染，目前已很少被采用；生产硫铵工艺是焦炉煤气中氨回收的传统方法，吸收效果比较好，生成固体产品容易保存和运输，对环境无污染，但从经济观点分析，其致命缺点是回收硫铵的收入远远不够支付其生产费用；无水氨生产方法主要是用弗萨姆法生产无水氨，其氨回收率高、自动化程度高、环保，但由于介质具有一定的腐蚀性，且解吸、精馏操作要求在较高的压力下进行，故对设备材质要求较高，储运不方便，该工艺的经济性受生产规模影响较大，规模过小时，既不经济也不易操作；氨分解与焚烧工艺经济实用，但适用范围有限，蒸汽消耗量大，同时也增加了蒸汽冷凝液废水；副产农用碳酸氢铵新工艺成本低廉，安全环保，目前尚在研究之中。

离子液体是一种功能性绿色溶剂，具有很多优良的理化性质，如：液程范围宽，溶解性能好，几乎没有蒸汽压，不挥发，在使用和储藏过程中不易损耗和污染环境；可循环使用，符合绿色环保的要求；有较好的热稳定性和化学稳定性。其中铁基离子液体制备简单，粘度较小，同时具有Lewis酸和酸的特性，表现出良好的热稳定性、顺磁性和很强的疏水特性，广泛应用于催化合成、污染物治理等方面，在工业生产绿色化过程中具有广阔的应用前景。

余江等在中国专利申请CN200910092486.5中提出了以铁基离子液体为脱硫剂构建非水相湿法氧化硫化氢的脱硫新工艺。

发明内容

本发明人经过研究发现，铁基离子液体能有效吸收氨气，将含有氨气的气体通入其中后氨气能被吸收脱除，吸收氨气后的铁基离子液体通过浓磷酸处理后可再生、循环利用，从而完成本发明。

本发明的目的是提供一种高效脱氨方法，该方法包括以下步骤：

(1)脱除氨气：将欲脱除氨气的气体通入铁基离子液体中，通过铁基离子吸收氨气，将脱除氨气后的气体排出；

(2)铁基离子液体再生：向吸收氨气的铁基离子液体中加入浓磷酸；

(3)铁基离子液体和浓磷酸的循环利用：溶液分层，分离后，上层铁基离子液体作为氨气脱除剂重新用于步骤(1)中，下层的磷酸作为再生剂用于步骤(2)中。

本发明的另一目的在于提供一种高效脱氨方法，该方法在步骤(1)之前还包括以下步骤：

(1’)铁基离子液体的制备：将氯化烷基咪唑、氯化烷基吡啶或烷基胺类盐酸盐与三氯化铁充分混合制备铁基离子液体。

根据本发明的方法，铁基离子液体吸氨效率极高，通入磷酸后很容易再生并易于与磷酸其分离。此外，由于铁基离子液体为疏水性物质，吸氨前后的离子液体均不含水分，降低了由于水汽引入使磷酸稀释而增大后续生产无水氨工艺的能量消耗，而且比直接采用磷酸脱氨所用的磷酸量少。此方法工艺过程简单，根据不同生产规模在有效脱除氨气后可灵活确定后期回收氨方案。该方法可高效吸收氨气，同时不产生二次污染，对环境友好。

本发明提供的方法脱氨效率高，工艺过程简单，容易与无水氨等工艺耦合，是一种新型的绿色脱氨工艺，适用于焦炉煤气、石油化工等很多不同生产规模的脱氨领域。

附图说明

图1示出了根据本发明优选实施的铁基离子液体脱除氨气工艺图；

其中，1-氨气产生装置；2-吸氨反应器；3-混合装置；4-分离装置；5-法兰；6-玻璃砂过滤漏斗；7-浓氨水；8-铁基离子液体；9-尾气吸收瓶；10-蠕动泵。

图2示出实施例2中吸氨前后离子液体的红外光谱图。

图3示出实施例2中甲醇稀释后的吸氨前后离子液体的紫外-可见光谱图。

图4示出实施例2中完全再生后铁基离子液体的红外光谱图。

图5示出实施例3中不同浓度磷酸再生吸氨后离子液体的紫外-可见光谱图。

图6示出实施例4中磷酸再生吸氨离子液体不同时间的紫外-可见光谱图。

具体实施方式