MDEA与离子液体复配体系吸收CO2研究.pdf

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchofC02AbsorptioninBlendedSolutionofMDEAandIonicLiquidByZhanliWangSupervisor：Prof．BaozengRenProfessorateSeniorEngineerLingchaoWeiChemicalTechnology一-SchoolofChemicalandEnergyEngineering⋯一May，2013原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研

2、究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：壬一占两日期：汐I弓年y月j1日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发

3、表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第～署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：王占诵日期：wl≥年r月≥J日学位论文作者：王占阴日期：wI弓年r月≥J日摘要摘要目前C02吸收技术已经成为研究热点，化学吸收法中醇胺溶液是公认最可行有效的脱除方法，离子液体是一种新型绿色溶剂，它的结构可设计性和无挥发性使其有很好的应用前景，但离子液体成本高、粘度大使其难以直接应用于吸收C02。本论文以N．甲基二乙醇胺(MDEA)和离子液体为吸收剂主体，围绕C02吸收，开展了关于MDEA与离子液体复配溶剂脱碳的研究工作。将三种常规离子液体([Bmim][N

4、(CN)2]、[Bmim]C1$1][MDEA]C1)和三种功能化离子液体(IN=a][Ala]、[N2222][Ser]和[C3NH2mim]Br)与活化MDEA溶液(MDEA中加入少量活化剂哌嗪PZ)配制成不同浓度的吸收剂，所用离子液体除[Bmim]C!外均为自主合成，复配溶剂中MDEA和PZ浓度分别为30％和3％(质量分数)维持不变，离子液体浓度从0．5％到30％不等，分别研究复配溶剂的简单物化性质和不同分压下复配溶剂吸收C02的性能。首先测定了复配溶剂的密度和粘度等物化数据，并拟合了其随温度变化的情况。复配溶剂粘度较小，均低于20mPa·S。离子液体的加入会使溶剂的密度和粘度

5、增大，且随着离子液体浓度升高而增大。常规离子液体对密度和粘度的影响顺序由大Nd,均[MDEA]CI>[Bmim]Cl>[Bmim][N(CN)2]。功能化离子液体对密度影响顺序由大到小为[C3NH2mim]Br>[N2222][S@r]>[N2222][Ala]，对粘度影响顺序由大到小为[N2222][Ala]>[N2222]ISer]>[C3NH2mim]Br。吸收后复配溶剂的粘度增加，增加后最高不超过25mPa·S，可以保证吸收过程顺利进行。本研究搭建了一套气液相平衡装置，并利用该装置测定40℃下C02在不同分压时在复配溶剂中的吸收量。首先通过考察[Bmim][N(CN)2]复配

6、溶剂发现当加入的离子液体量不超过5％时，离子液体对体系吸收量几乎没有影响，当其浓度高于10％时，随着离子液体浓度升高，单位摩尔量的a．MDEA吸收量降低。另外两种常规离子液体[Bmim]C1$[I[MDEA]C1复配溶剂在离子液体浓度高于10％时现象与[Bmim][N(CN)2]一致。而同浓度下，这三种常规离子液体复配溶剂吸收C02的能力顺序为：[Bmim]C】>[Bmim】[N(CN)2]>[MDEA]Cl。在同条件下测定了功能化离子液体复配溶剂吸收C02的情况，实验发现，[N2222][ala]的加入可增加吸收剂对C02的吸收量，且吸收量随[N2222][Ala]浓度升摘要高而增

7、大。[N2222][Ser]署11[C3NH2mim]Br复配溶剂的吸收量变化趋势与[-N2222][Ala]一致。离子液体浓度相同时，这三种功能化离子液体复配溶剂吸收C02能力顺序为：[N2222][Ala]>[N2222】【Ser]>[C3NH2mim]Br。本文的工作将几种不同类型的离子液体与MDEA复配考察复配溶剂对于C02气体的吸收能力，所取得的实验结果研究比较了常规离子液体与功能化离子液体吸收C02方面对胺溶液的影响，为以后的工业应用打下了基础