[发明专利]采用离子液体脱水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用干燥的离子液体以使含水介质脱水的方法，所述介质是压力为至少0.5MPa的加压气体。该加压气体可以处于气态、液态或超临界态。

背景技术

用于使气体、液体和超临界流体脱水的常规方法通常涉及通过液体或固体干燥剂来吸收/吸附水。该干燥剂应该比载水介质具有高得多的亲水性，并且其应该具有高保水容量(water-holding capacity)。此外，理想地是该干燥剂应该是可再生的、惰性的且无毒的。最后，该干燥剂应该在载水介质中具有低溶解度。

液体干燥剂提供许多优于固体干燥剂的优点，包括泵送性和易处理性。另外，液体干燥剂提供的重要优点是它们理想地适合用于连续(多步骤)方法。

EP-A1310543描述一种连续干燥烃料流的方法，其包括使该烃料流与氟化磺酸盐的离子性液体干燥剂接触。该欧洲专利申请的实施例描述利用三乙基三氟甲磺酸铵使含水的庚烷脱水。

EP-A1354863描述一种用于在有效干燥烃料流的温度下连续干燥烃料流的方法，其使用包含在干燥温度下呈液体或熔融形式的硫酸盐的离子液体干燥剂。其实施例描述通过使所述料流与干燥离子硫酸盐(二乙基甲基铵硫酸氢盐)接触而使由水饱和的庚烷料流脱水。

发明内容

本发明人已经出人意外地发现，干燥的离子液体胆碱盐可以有利地用作干燥剂以使压力为至少0.5MPa的加压气体脱水。该加压气体可以处于气态、液态或超临界态。

离子液体胆碱盐提供的优点是它们可以十分容易地再生，这是由于它们是出人意料地热稳定的。此外，这些液体胆碱盐提供的优点是它们无毒的且基本上是惰性的。因此，这些离子液体胆碱盐可以适用于使含水介质脱水，该介质随后可用于生产食品、饮料、营养制剂、药物制剂等。

具体实施方式

因此，本发明的一个方面涉及用于使含水介质脱水的方法，所述介质是压力为至少0.5MPa的加压气体，所述方法包括：

·使含水介质与干燥的离子液体胆碱盐接触，以使含水介质脱水；和

·将脱水过的介质与水合的离子液体胆碱盐分离。

如本文所用，术语“离子液体”是指液态的盐。离子液体主要由离子和短寿离子对构成。这些物质被不同地称为液体电解质、离子熔体、离子流体、熔盐、液体盐或离子玻璃。熔化而不分解或蒸发的任何盐通常产生离子液体。

如本文所用的术语“胆碱盐”是指由N,N,N-三甲基乙醇铵阳离子与无限定的抗衡阴离子形成的盐。

在本方法中采用的干燥离子盐当与含水介质接触时是液体。本发明包括在所述方法采用的条件下而非在例如环境条件下为离子液体盐的盐的用途。

如本文所用的术语“干燥的离子液体”是指能够吸收/结合水的离子液体。自然地，优选的是采用具有非常低的水分活度(water activity)或相对湿度的干燥的离子液体。然而，应注意，对一些离子液体来说，如果干燥的离子液体含有一定量的水，则可能是有利的，这是因为如果从其中去除所有水，则这些离子液体可能变得十分粘稠。

应当理解的是，本发明还包括离子液体胆碱盐和另一液体或固体组分的混合物的用途，只要胆碱盐以离子液体的形式存在于该混合物中。

干燥的离子液体胆碱盐当与含水介质接触时优选具有0.08至0.4、更优选0.09至0.25、最优选0.1至0.2的水分活度。

在本方法中，优选地在水在干燥的离子液体的溶解度(以mg/kg计)比干燥的介质在相同干燥的离子液体中的溶解度(以mg/kg计)高至少5倍，更优选高至少10倍，并且最优选高至少20倍的温度和压力下，使含水介质与干燥的离子液体接触。

干燥的离子液体与含水介质的接触优选在0至80℃、更优选15至60℃、最优选31至50℃的温度范围中进行。

离子液体与含水介质的接触一般在至少1MPa、更优选3至50MPa、并且最优选5至25MPa的压力下进行。

该含水介质合适地选自气体、液体和超临界流体。在本发明的一个优选实施方案中，该含水介质是液化气体或超临界流体。

该含水介质优选包含干燥的介质重量的至少50%、更优选至少80%、并且最优选至少90%的二氧化碳、一氧化二氮、甲烷、乙烷、乙烯丙烷、环丙烷、丙烯、丁烷及它们的混合物。甚至更优选地，该含水介质含有至少50%、更优选至少80%、并且最优选至少90%的二氧化碳，所述百分比按干燥的介质重量计算。

优选地，在本方法中，水合的离子液体被连续去除，并且用干燥的离子液体连续补充。因此，该方法能够在单一操作下使含水介质脱水至所期待的水平。