[发明专利]一种富集HCl气体的多孔固体负载金属基离子液体

说明书

本发明公开了一种富集HCl气体的多孔固体负载金属基离子液体，主要用于HCl/C₂H₂混合气或乙炔氢氯化合成氯乙烯工业尾气中富集HCl气体；或者于HCl/C₂H₂混合原料气中富集HCl气体并催化乙炔氢氯化反应。所述多孔固体负载金属基离子液体由多孔固体载体及负载在多孔固体载体上的活性组分组成，所述活性组分为金属基离子液体，所述金属基离子液体为离子液体与金属氯化物的复合物。本发明采用的复合型离子液体对HCl具有优异的选择性吸附性能，HCl的吸附率最高可达99.5％，通过本发明吸附富集HCl气体，并解析脱附后得到的HCl气体纯度高最高可达99.99％。

技术领域

本发明涉及气体富集领域，具体涉及一种富集HCl气体的多孔固体负载金属基离子液体。

背景技术

在乙炔氢氯化制备氯乙烯工业中，存在含HCl的混和气，例如HCl/C₂H₂混和气、氯乙烯工业尾气等，在这些混和气中分离出HCl气体是一个难题。工业上，对于氯乙烯工业尾气中的HCl通常采用碱液进行吸收去除，该方法虽然简单，但HCl转化为附加值低的氯化盐而无法回收利用，并且增加了废液的排放。

吸附分离法是一种常用的从混和气中分离回收有价值气体的方法，该方法是依靠吸附材料对特定气体的选择性吸附并随着温度和压力变化实现吸附和脱附再生的，其中吸附材料是关键。

最常用的吸附材料是分子筛。中国专利CN106794443A公开了一种新颖碳分子筛(CMS)为气体吸附分离材料，该材料包含具有平均微孔尺寸范围为至的微孔的碳化偏二氯乙烯共聚物。这些材料可分离包括(例如)丙烷/丙烯、氮气/甲烷、和乙烷/乙烯的气体混合物的能力。中国专利CN106799202A公开了一种用于气体分离的分子筛吸附剂及其制备方法。其具有RHO分子筛构型，其化学组成摩尔比为X₂O₃：mYO₂：nM₂O，其中X为三价元素、Y为四价元素、M为一价元素或者一价阳离子。该种分子筛采用由冠醚、碱、水，硅源及铝源调配成的初始凝胶，经水热法合成。与Li交换X型分子筛等优先吸附氮气的传统分子筛相比，该分子筛四价元素Y含量更高，受水蒸汽腐蚀作用的影响更小；与传统RHO分子筛相比，该分子筛可以在氮氧分离中优先大量吸附氮气，在氧氩分离中优先大量吸附氧气。应用于空气分离过程时，该分子筛同时具有高稳定性和高分离性能，因而可以保证PSA分离空气过程的生产效率。

金属有机框架材料也具有较好的气体吸附分离效果。例如，中国专利CN106807330A公开了一种金属有机框架材料(MOFs)为吸附剂，该材料是由金属离子、有机配体在溶剂中配位络合构成的多孔结构材料。该MOFs材料可用于循环周期较短的快速变压吸附分离过程，大幅度地提高单位体积装置的处理能力，适用于大气量气体混合物的分离净化与浓缩提纯等净化过程。但是，该专利未明确此类吸附材料的使用范围，更未说明对含HCl的混和气的吸附分离效果。中国专利CN106699817A公开了一种金属有机框架材料的制备方法及其应用。包括1)将六水合硝酸钴和5-(4-(5-四唑基)苯基)间苯二甲酸加入N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶剂中搅拌均匀后得到混合液；2)将混合液置于密闭的高压反应釜中，加热到100～110℃并保温，然后冷却到室温得到反应产物；3)过滤得到的反应产物，得到红色块状晶体，4)将红色块状晶体用甲醇交换，然后在220℃下真空加热5～7小时，即得到金属有机框架材料。该金属有机框架材料用于CO和CO₂混和气体中对CO₂的选择性吸附分离。中国专利CN105944680A公开了一种用于吸附分离丙烯和丙炔的金属有机框架材料，这是一种含阴离子的金属-有机框架材料吸附剂，该吸附剂是一类孔径在0.4-1.2nm可调的高度有序微孔类有机-无机杂化材料。孔容在0.1-1.2cm³/g可调。大量的阴离子活性位点及其高度有序的空间排列使其显示出优异的吸附丙炔的性能。从而具有很高的丙炔选择性和吸附容量，是具有潜力的丙烯和丙炔分离纯化技术。