离子液体应用实例

IL溶剂法 IL溶剂法 322.94 2.02 0.054 64.8 2820.1 44%
600
700
Tim e/m in
吸收容量可提高1.2-2.3倍, 再生能耗较醇胺法降低 ％,吸收 解吸速度快 设备投资小 倍 再生能耗较醇胺法降低44％ 吸收 解吸速度快,设备投资小 吸收-解吸速度快 吸收容量可提高
含硫油品 + IL
油品
IL+硫化物 硫化物
清洁油品 IL硫化物 硫化物 IL 再生 硫化物
项目特色： 项目特色：
脱硫
常温常压操作, 设备投资小、操作费用低， 常温常压操作 设备投资小、操作费用低， 无需氢源，深度脱硫 溶剂循环使用， 无需氢源，深度脱硫, 溶剂循环使用，无 废水废渣排放 技术适应性广, 可用于液化气、石脑油、 技术适应性广 可用于液化气、石脑油、 汽柴油等油品的深度脱硫
离子液体的应用实例
石油化工1: 乙二醇/碳酸酯集成技术 石油化工 乙二醇 碳酸酯集成技术
乙二醇(EG)是重要化工原料 主要用来生产优质聚酯树脂 还可用作薄膜、橡胶、醇酸树脂、 是重要化工原料, 主要用来生产优质聚酯树脂, 还可用作薄膜、橡胶、醇酸树脂、 乙二醇 是重要化工原料 增塑剂、防冻液等。我国年需求636万吨 进口 万吨, 万吨, 增塑剂、防冻液等。我国年需求 万吨 进口>400万吨 目前采用的水合法 水比高、 能耗高、 万吨 目前采用的水合法, 水比高、 能耗高、 效益差。本项目开发低能耗的催化水解新工艺。 效益差。本项目开发低能耗的催化水解新工艺。
离子液体的定义、 离子液体的定义、结构和特性
定义： 定义：
离子液体是由阴离子 和阳离子构成的， 和阳离子构成的，在室温 附近呈液态的盐类物质。 附近呈液态的盐类物质。
特性： 特性：
“零”蒸气压 低熔点， 低熔点，-70 ℃ 宽液程， － 宽液程，-70－300 ℃ 电导率高, 电导率高 1 mS/cm 电化学窗口宽, 电化学窗口宽 4 V 良好的溶解能力 高的热/化学稳定性 高的热 化学稳定性 结构-性质的可设计性 结构 性质的可设计性 阴离子
200710175704.2 ; 200810101969.2; ……
原料及降解装置 固载化催化剂
10
电化学1: 锂电池/锌空电池 电化学 锂电池 锌空电池
离子液体在电化学领域有广泛的应用前景。当前本实验室开展的离子液体电化学应用领域有低温电解、 离子液体在电化学领域有广泛的应用前景。当前本实验室开展的离子液体电化学应用领域有低温电解、 电镀技术，锂离子电池，燃料电池等。其中离子液体低温电镀铝技术经系统研究证明具有镀层质量好、 电镀技术，锂离子电池，燃料电池等。其中离子液体低温电镀铝技术经系统研究证明具有镀层质量好、 能耗低等特点，是较具工业推广价值的一项技术。离子液体作为电解质在锂离子电池、 能耗低等特点，是较具工业推广价值的一项技术。离子液体作为电解质在锂离子电池、燃料电池方面 的应用研究已搭建相关研究测试平台。 的应用研究已搭建相关研究测试平台。
Cl
结构： 结构：
R2
R2
R3
阳离子
NNBiblioteka +RN R
+
R1
N
+
R1
P
+
R3
R4
F
F
R4
F F
Br
F
B
F
F
F
P
F F
离子液体的合成规模
NaBF4 imidazolium R1 N N+ BF 4R2 NaHSO 4 R1 N N+ HSO 4R2 N N N N+ XR2 pyridium NaPF6 R1 N+ R2 LiNTf2 R1 N+ Y -M + R1 N+
基础
第一种IL([EtNH3]NO3) 第一种 第一代ILs([Emim]AlCl4) 第一代 第二代ILs([Emim]BF4) 第二代 第三代ILs(功能化 ） 功能化ILs） 第三代 功能化 ILs与CO2结合 与 ILs开关原理 开关原理 ILs双水相体系 双水相体系 ILs具有挥发性 具有挥发性 ILs多尺度结构及生物相容性 多尺度结构及生物相容性 1914 1948 1992 1998 1999 2002 2003 2006 ？
H2C O (EO) CH2 H2C O C O CO2 (EC) CH2 O Selec. >99%
MeOH MeOCOMe O (DMC)
H2O
HOCH2CH2OH (EG)
水解工艺
醇解工艺
+ EG
项目特色： 项目特色：
新工艺采用催化水解法， 新工艺采用催化水解法，与传统的直接水合法相 水比从22:1降至 降至1.2:1，能耗降低 比，水比从 降至 ，能耗降低30%以上 以上 具有自主知识产权的离子液体催化剂、 具有自主知识产权的离子液体催化剂、工艺及成 套技术，已建立连续模式装置 套技术， EG产品质量远高于国家优级品标准，并可根据 产品质量远高于国家优级品标准， 产品质量远高于国家优级品标准 市场灵活生产EC,DMC,EG等 等 市场灵活生产 预计20万吨装置将新增产值 亿元 预计 万吨装置将新增产值14亿元 年，利税 万吨装置将新增产值 亿元/年 利税2.3 亿元/年 节能 万元/年 亿元 年，节能6000万元 年 万元 相关专利共6项 相关专利共 项:
-
R1
R1
PF6-
实验室 （少量）
R1 N R 2X R1 R4 N R3 (X = Cl, Br )
R1 N+ R2
X
-
NTf2-
R2 LiTA ammonium O R4 O CF3
-
R3 R2
R1 N+ R4 X-
R3 R2
RCOONa
R3 R2
R1 N+ O OC R R4
R1 R4 P R3
6 4 2 0 -2 -4 -6 5 4
BmimPF6 6 BmimPF6+MgCl2 6 2
电解铝
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
Potential / V
工艺路线
催化 乙二醇
离子液体 催化反应 超强酸
离子液体 溶剂
单体 BHET 小分子 低聚物
废旧 PET
溶剂降解
项目特色： 项目特色：
催化剂热稳定性高，易与产品分离， 催化剂热稳定性高，易与产品分离，可循环利用 高的PET降解率 单体的全程回收率 高的 降解率\单体的全程回收率 降解率
相关专利共4项 相关专利共 项:
COOH
实验室脱酸连续装置图
相关专利共5项 相关专利共 项:
ZL 200610011380.4；200610011871.9；...... ； ；
6
石油化工3: 低温油品脱硫新技术
随着原油硫含量的不断升高和环保要求的不断提高,燃油的深度脱硫成为亟待解决的难 随着原油硫含量的不断升高和环保要求的不断提高 燃油的深度脱硫成为亟待解决的难 传统加氢法高温高压、能耗高、投资大, 且对油品质量有影响。 题，传统加氢法高温高压、能耗高、投资大 且对油品质量有影响。本项目开发了基于离子 液体绿色介质的氧化-萃取脱硫节能新技术 萃取脱硫节能新技术。 液体绿色介质的氧化 萃取脱硫节能新技术。
8
可再生能源1: 可再生能源 纤维素溶解
传统工艺
NaOH CS2 NaOH H2O, H2SO4
Since 1892
Dissolving Pulp
AlkaliCellulose
AlkaliCellulose
Viscose solution
Reshaping & Coagulation
CS2
工艺复杂，流程长；使用大量有毒， 能耗高， 工艺复杂，流程长；使用大量有毒，有害污染 ； 能耗高，溶剂回收率低
M EA IL T=303.2 K P=1.5~1.7 M Pa
MEA法 MEA法 再生能耗(GJ/hr) 再生能耗(GJ/hr) 吨产品能耗（ 吨产品能耗（GJ/t CO2) 节能效果（ 标煤/t 节能效果（t 标煤/t CO2） 能耗成本降低（ 能耗成本降低（元/ tCO2) 能耗成本节约（万元/ 能耗成本节约（万元/年） 节能效果 576.49 3.61
相关专利: 相关专利
200710100275.2；200710121670.9 ；
脱酸效果 多级连续油品脱硫装置
7
捕集/ 煤化工1: CO2捕集/转化
0.006
Absorption Rate of CO2 (mol/min)
0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0.000
0 100 200 300 400 500
R3 R2
R1 P+ R4 XNaOH C2H5NO2
R3 R2
R1 P+
-
R O OC NH 2 O
phosphonium
R4
RCH3 PO4
R3 R2
R1 P+ R4
-
O P OR OH
纯度
多 品 种 规 模 制 备
中科院过程工程研究所合 作单位——林州科能材料
工厂 （大规模）
从基础研究到广泛应用
技术原理
高酸值润滑油 R COOH R + H3C R + COO H3C n CH3 回收 R 脱酸剂 离子液体相 脱酸剂 n CH3 + 精制后油 油品相
项目特色： 项目特色：
脱酸效率高, 操作费用低, 设备投资小, 脱酸效率高 操作费用低 设备投资小 零排放 形成离子化合物易分层,油品不乳化 损失小 形成离子化合物易分层 油品不乳化,损失小 油品不乳化 脱酸剂可循环使用, 脱酸剂可循环使用 环烷酸可回收 完成25万吨 年润滑油脱酸装置设计 完成 万吨/年润滑油脱酸装置设计，预计新 万吨 年润滑油脱酸装置设计， 增产值约7500万元 年, 新增利税约 万元/年 新增利税约400万元 年 万元/年 增产值约 万元 万元 油品适应性广, 可扩展至润滑油、汽柴油、 油品适应性广 可扩展至润滑油、汽柴油、生 物质油等