離子液體應(yīng)用實例課件

定義：

離子液體是由陰離子和陽離子構(gòu)成的，在室溫附近呈液態(tài)的鹽類物質(zhì)。特性：

“零”蒸氣壓低熔點，-70℃

寬液程，-70－300℃

電導(dǎo)率高,1mS/cm

電化學(xué)窗口寬,4V

良好的溶解能力/化學(xué)穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)-性質(zhì)的可設(shè)計性結(jié)構(gòu)：離子液體的定義、結(jié)構(gòu)和特性1定義：結(jié)構(gòu)：離子液體的定義、結(jié)構(gòu)和特性1離子液體的合成規(guī)模實驗室（少量）工廠（大規(guī)模）純度多品種規(guī)模制備中科院過程工程研究所合作單位——林州科能材料2離子液體的合成規(guī)模實驗室（少量）工廠（大規(guī)模）純度19141948199219981999200220032006？應(yīng)用電鍍、有機合成有機合成、催化反應(yīng)、分離工程和電化學(xué)等手性合成、萃取分離、環(huán)境工程等拓展了離子液體的功能和應(yīng)用范圍在分離純化及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展德國BASF公司成功開發(fā)了BASIL工藝規(guī)?；苽淙鹗块_發(fā)出ILs濕度傳感器，現(xiàn)已商品化在能源環(huán)境材料等領(lǐng)域的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)第一種IL([EtNH3]NO3)第一代ILs([Emim]AlCl4)第二代ILs([Emim]BF4)第三代ILs(功能化ILs）ILs與CO2結(jié)合ILs開關(guān)原理ILs雙水相體系ILs具有揮發(fā)性ILs多尺度結(jié)構(gòu)及生物相容性從基礎(chǔ)研究到廣泛應(yīng)用31914應(yīng)用基礎(chǔ)從基礎(chǔ)研究到廣泛應(yīng)用3離子液體的應(yīng)用實例4離子液體的應(yīng)用實例45石油化工1:乙二醇/碳酸酯集成技術(shù)

乙二醇(EG)是重要化工原料,主要用來生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)聚酯樹脂,還可用作薄膜、橡膠、醇酸樹脂、增塑劑、防凍液等。我國年需求636萬噸,進口>400萬噸,目前采用的水合法,水比高、能耗高、效益差。本項目開發(fā)低能耗的催化水解新工藝。項目特色：

新工藝采用催化水解法，與傳統(tǒng)的直接水合法相比，水比從22:1降至1.2:1，能耗降低30%以上具有自主知識產(chǎn)權(quán)的離子液體催化劑、工藝及成套技術(shù)，已建立連續(xù)模式裝置EG產(chǎn)品質(zhì)量遠高于國家優(yōu)級品標準，并可根據(jù)市場靈活生產(chǎn)EC,DMC,EG等預(yù)計20萬噸裝置將新增產(chǎn)值14億元/年，利稅2.3億元/年，節(jié)能6000萬元/年相關(guān)專利共6項:

2.X；2.010噸/年連續(xù)試驗裝置水解工藝醇解工藝55石油化工1:乙二醇/碳酸酯集成技術(shù)乙二醇(E6石油化工2:基于“離子開關(guān)”的油品脫酸工藝原油酸值的不斷升高對煉制和下游加工造成了嚴重的安全隱患和經(jīng)濟損失,油品脫酸成為煉油行業(yè)迫切解決的一大難題。石油酸(環(huán)烷酸)也是重要的化工原料,可廣泛用于油漆催干劑、防腐劑等。本項目采用的“離子開關(guān)”油品脫酸新技術(shù)，具有脫酸效率高、過程清潔、能耗低、投資成本低的優(yōu)勢，且可回收高附件加值的環(huán)烷酸產(chǎn)品。技術(shù)原理項目特色：

脫酸效率高,操作費用低,設(shè)備投資小,零排放形成離子化合物易分層,油品不乳化,損失小脫酸劑可循環(huán)使用,環(huán)烷酸可回收完成25萬噸/年潤滑油脫酸裝置設(shè)計，預(yù)計新增產(chǎn)值約7500萬元/年,新增利稅約400萬元/年油品適應(yīng)性廣,可擴展至潤滑油、汽柴油、生物質(zhì)油等實驗室脫酸連續(xù)裝置圖相關(guān)專利共5項:

ZL2.4；2.9；......66石油化工2:基于“離子開關(guān)”的油品脫酸工藝7石油化工3:低溫油品脫硫新技術(shù)含硫油品+IL硫化物IL硫化物IL清潔油品油品IL+硫化物脫硫再生隨著原油硫含量的不斷升高和環(huán)保要求的不斷提高,燃油的深度脫硫成為亟待解決的難題，傳統(tǒng)加氫法高溫高壓、能耗高、投資大,且對油品質(zhì)量有影響。本項目開發(fā)了基于離子液體綠色介質(zhì)的氧化-萃取脫硫節(jié)能新技術(shù)。項目特色：

常溫常壓操作,設(shè)備投資小、操作費用低，無需氫源，深度脫硫,溶劑循環(huán)使用，無廢水廢渣排放技術(shù)適應(yīng)性廣,可用于液化氣、石腦油、汽柴油等油品的深度脫硫多級連續(xù)油品脫硫裝置相關(guān)專利:

2.2；2.9脫酸效果77石油化工3:低溫油品脫硫新技術(shù)含硫油品硫化物IL硫化物I8煤化工1:CO2捕集/轉(zhuǎn)化MEA法IL溶劑法再生能耗(GJ/hr)576.49322.94噸產(chǎn)品能耗（GJ/tCO2)3.612.02節(jié)能效果（t標煤/tCO2）0.054能耗成本降低（元/tCO2)64.8能耗成本節(jié)約（萬元/年）2820.1節(jié)能效果44%吸收容量可提高1.2-2.3倍,再生能耗較醇胺法降低44％,吸收-解吸速度快,設(shè)備投資小88煤化工1:CO2捕集/轉(zhuǎn)化MEA法IL溶劑法再生能耗(G9IL=SolventCS2NaOHCS2NaOHH2O,H2SO4傳統(tǒng)工藝Since1892DissolvingPulpAlkali-CelluloseAlkali-CelluloseViscosesolutionReshaping&CoagulationProductsIL=Solvent離子液體新工藝H2ODissolvingPulpDirectdissolutionInILReshaping&CoagulationProductsDryWet工藝復(fù)雜，流程長；使用大量有毒，有害污染；能耗高，溶劑回收率低可再生能源1:纖維素溶解99IL=SolventCS2NaOHCS2NaOHH2O,10可再生能源2:PET聚酯(塑料)的催化降解

PET作為重要的基礎(chǔ)原料，如何實現(xiàn)其生產(chǎn)、加工、回收利用的良性循環(huán)，已成為當前聚酯工業(yè)的重要課題之一。本項目采用具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的新型催化劑代替常規(guī)酸堿、可溶鹽作為PET聚酯降解的新型催化劑，建立了PET聚酯的催化降解新工藝。廢舊PET催化反應(yīng)離子液體超強酸催化離子液體溶劑降解單體BHET小分子低聚物乙二醇溶劑工藝路線項目特色：

催化劑熱穩(wěn)定性高，易與產(chǎn)品分離，可循環(huán)利用高的PET降解率\單體的全程回收率相關(guān)專利共4項:

2.2;2.2;……原料及降解裝置固載化催化劑1010可再生能源2:PET聚酯(塑料)的催化降解11電化學(xué)1:鋰電池/鋅空電池離子液體在電化學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。當前本實驗室開展的離子液體電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域有低溫電解、電鍍技術(shù)，鋰離子電池，燃料電池等。其中離子液體低溫電鍍鋁技術(shù)經(jīng)系統(tǒng)研究證明具有鍍層質(zhì)量好、能耗低等特點，是較具工業(yè)推廣價值的一項技術(shù)。離子液體作為電解質(zhì)在鋰離子電池、燃料電池方面的應(yīng)用研究已搭建相關(guān)研究測試平臺。電池研發(fā)平臺1111電化學(xué)1:鋰電池/鋅空電池離子液體在電化學(xué)領(lǐng)域有廣泛的12離子液體低溫電解技術(shù)新體系:

AlCl3

-[emim]X

電解溫度：100～300℃電流密度：5-30mA/cm2電流效率：80％左右電耗：5～7kW·h·kg-1

石墨電極電解鋁裝置電解鋁電解鎂電化學(xué)2:電解/電鍍Al/Mg采用新型電鍍液和配套工藝在不同材料上獲得優(yōu)良的金屬/合金鍍層，改善材料性能在較低的溫度下進行，能耗低，成本低，對基材無破壞離子液體電鍍新工藝1212離子液體低溫電解技術(shù)新體系:AlCl3-[emi13材料:離子熱合成分子篩規(guī)模化制備作為重要的催化材料、吸附材料和離子交換材料，分子篩多孔材料廣泛應(yīng)用于石油加工、石油化工、煤化工與精細化工等領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊。目前國內(nèi)4A分子篩的需求量在10萬噸以上，而實際生產(chǎn)能力只有4萬多噸。本項目開發(fā)的離子熱合成方法，綠色、安全、高效，是一種可完全替代現(xiàn)有溶劑法的全新技術(shù)。

項目特色：

常壓合成，反應(yīng)過程安全

避免揮發(fā)性有機溶劑的使用，環(huán)境友好離子