脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂及脱除方法技术领域
本发明涉及一种二氧化硫吸收剂，尤其涉及一种脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的
吸收剂，同时，本发明还涉及使用该吸收剂脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的方法。
背景技术
氯乙酸是一种重要的有机化工中间体，在染料、医药、农药、日用化工、表面
活性剂等行业均有广泛应用，目前国内氯乙酸企业的生产大多采用以硫磺为催化剂
的醋酸氯化法，该法经醋酸吸收、分段冷凝后产生的尾气含有氯化氢、二氧化硫及
微量的氯化硫、乙酰氯、氯乙酰氯、醋酸、氯气等成分，其中氯化氢含量为91％-95％，
SO2含量为4.9％-8.9％，其它杂质总量为0.1％。对尾气的处理，目前常用的方法为
氯化釜→氯化氢→盐酸回收→水洗或碱洗→排放，得到副产物盐酸，但由于副产物
盐酸中含硫，其应用范围相当局限，主要出售给金属加工行业，用做酸洗除锈，而
其它行业大多不能使用。
由于副产物盐酸中SO2占总杂质的98.5％以上，因此脱除氯乙酸尾气中SO2对
尾气的处理具有重大意义。目前常规采用的脱除副产物盐酸中SO2的方法为，向盐
酸中通入氧气或氯气，将SO2氧化成硫酸根，用钡盐将硫酸根沉淀，经此过程后盐
酸可达国家一等品标准，SO2去除率为95％。然而，此法处理氯乙酸尾气会产生大
量水洗或碱洗废液，对环境造成一定程度的污染。中国专利申请CN102249189A
公开了“一种氯乙酸生产中盐酸的回收方法”，将氯乙酸尾气中氯化氢经除硫塔、水
洗、吸收后制得可达工业合成一等品的盐酸，其操作压力为0.1-0.4MPa，水洗吸收
盐酸温度为300℃-500℃，该方法能耗高、耗水量大。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种脱硫率高、能耗低的脱除氯
乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂。
为实现上述目的，本发明的脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂，由浓盐酸、
离子液体和氧化剂构成，所述离子液体为烷基季铵盐离子液体、烷基咪唑六氟磷酸
盐离子液体或烷基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体中的一种，离子液体与浓盐酸
的体积比为1:15-1:10，所述氧化剂为无机氧化剂，氧化剂在浓盐酸中的浓度为
0.08-0.15mol/L。
本发明吸收剂用于脱除氯乙酸尾气中SO2的反应机理为，通过离子液体吸收
SO2使SO2溶于液相，并利用离子液体对SO2具有较大溶解性的特性，增加气液传
递效果，再通过相转移使SO2溶解在浓盐酸的水相中形成SO32-，最后被混合在浓盐
酸中的氧化剂氧化生产SO42-，实现对SO2的脱除。因此吸收剂中浓盐酸、离子液体
和无机氧化剂对于SO2的作用是相互结合相互影响的，采用浓盐酸作为吸收基体，
一方面可以避免氯乙酸尾气中HCl气体的吸收，保证HCl的回收率；另一方面提供
酸性介质，促进SO2的溶解；离子液体的选择，既要考虑对SO2的溶解性能，又要
考虑与浓盐酸和氧化剂间的影响；氧化剂的选择，既要考虑对物质的氧化转化速率，
保证尾气在通入吸收剂的过程能够被迅速脱除SO2，又要考虑与浓盐酸、离子液体
间的影响。结合浓盐酸、离子液体和氧化剂三种物质对于SO2的综合作用，选定离
子液体及氧化剂的种类，并限定离子液体与浓盐酸的体积比，氧化剂与浓盐酸的配
比，从而得到具有脱硫效率高、能耗低的脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂。
作为对上述方式的限定，所述无机氧化剂为双氧水、次氯酸钠、氯酸钠或偏氯
酸钠中的一种。
作为对上述方式的限定，所述烷基季铵盐离子液体为癸胺硫酸盐、二正庚胺硫
酸盐、二异辛胺硫酸盐、二正辛胺硫酸盐、三戊胺硫酸盐、三己胺硫酸盐、三庚胺
硫酸盐、三辛胺硫酸盐、三壬胺硫酸盐、癸胺盐酸盐、二正庚胺盐酸盐、二异辛胺
盐酸盐、二正辛胺盐酸盐、三戊胺盐酸盐、三己胺盐酸盐、三庚胺盐酸盐、三辛胺
盐酸盐或三壬胺盐酸盐中的一种。所用烷基季铵盐离子液体可通过相应的烷基胺和
过量的硫酸或盐酸在室温下混合合成。
作为对上述方式的限定，所述的烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体为1-丁基-3-甲基
咪唑六氟磷酸盐[Bmim][PF6]、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[Hmim][PF6]、1-辛基-3-
甲基咪唑六氟磷酸盐[Omim][PF6]、1-戊基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[Amim][PF6]、
1-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[Dmim][PF6]或1-(2-二乙基乙胺基)-1-甲基吡咯烷六氟
磷酸盐[Et2NEMim][PF6]中的一种。
作为对上述方式的限定，烷基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体为1-(2-二乙基
乙胺基)-1-甲基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐[Et2NEMim][Tf2N]、1-辛基-3-甲基咪唑双
三氟甲磺酰亚胺盐[Omim][Tf2N]、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐
[Bmim][Tf2N]或1-己基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐[Hmim][Tf2N]中的一种。
进一步限定无机氧化剂、离子液体所用物质，得到具有更优脱除效果的吸收剂。
同时，本发明还提供了一种脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的方法，该方法包括将
氯乙酸尾气通入如上所述的吸收剂中进行二氧化硫脱除步骤。
可以将吸收剂装入脱硫塔或其它脱除装置中，将含有HCl和SO2的氯乙酸尾气
通过脱硫装置，在常压下，尾气中SO2被吸收剂吸收转化为SO42-，进行高效脱除。
作为对上述方式的限定，所述二氧化硫脱除步骤中脱除温度为40℃-80℃。
作为对上述方式的限定，所述二氧化硫脱除步骤中氯乙酸尾气通入空速为
600-800h-1。
限定将氯乙酸尾气通入本发明的吸收剂中进行二氧化硫脱除步骤的脱除温度和
尾气通入空速，对尾气中二氧化硫的处理更彻底。
作为对上述方式的限定，该方法还包括将经过二氧化硫脱除步骤处理后溢出的
氯乙酸尾气再进行脱水步骤。
尾气经脱硫处理后，溢出的HCl再经过脱水处理，得到高纯度氯化氢气体，可
作为有机合成的原料利用。
综上所述，采用本发明的技术方案，获得的脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收
剂具有脱硫效率高、能耗低的优势。将含有HCl和SO2的氯乙酸尾气通过装有本发
明吸收剂的脱硫塔或其它脱除装置，在常压下，尾气中SO2被吸收剂吸收转化为
SO42-，得到高效脱除，剩余HCl从脱硫装置中溢出，可以回收高纯HCl，用作化工
合成原料，从而实现对氯乙酸尾气的高效处理和利用。当吸收剂吸收SO2达到水相
中硫酸质量分数60％以上，更换浓盐酸和氧化剂，而离子液体无需再生，可重复使
用，可极大降低脱硫成本；而且由于离子液体呈油相，易于与浓盐酸、氧化剂分离，
新加入浓盐酸和氧化剂后，仍保持高效的脱硫率。本发明的脱除方法简单、运行成
本低，脱除效率高。
具体实施方式
实施例一
本实施例涉及一组脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂，其组成如下表所示：
实施例1.1～1.10为本发明的脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂，实施例
1.11～1.13不属于本发明的吸收剂，用于与实施例1.1～1.10对比SO2脱除效果。其中
实施例1.11中浓盐酸、离子液体与氧化剂的配比不在本发明限定范围内，实施例
1.12～1.13所用的离子液体不属于本发明限定的离子液体，为本技术领域常用的吸收
SO2离子液体。
实施例二
本实施例涉及脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的方法，将实施例一的吸收剂装入脱
硫塔，将氯乙酸副产的含HCl和SO2的尾气通入脱硫塔，在常压下进行脱硫处理，
从脱硫塔上方逸出的HCl，再经过洗涤器脱水，回收HCl气体。脱硫过程脱硫塔内
温度、尾气空速等操作参数，以及脱硫效果、HCl回收含量如下表所示。SO2脱除
率通过检测脱硫塔入口及洗涤器出口尾气中SO2含量计算得到。
由上表结果可见，本发明的脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂具有高效脱除
SO2的作用，构成吸收剂的离子液体、氧化剂的种类及用量配比是影响吸收剂脱硫
效率的关键因素，脱硫过程中温度、气速等操作条件会对脱硫效率产生一定影响。
实施例三
本实施例涉及本发明的脱除氯乙酸尾气中二氧化硫的吸收剂的重复使用。具体
操作如下：当本发明的吸收剂在脱硫塔内运行一段时间后，停止通入氯乙酸尾气，
取吸收剂样品，检测水相中硫酸含量，当硫酸质量分数达到60％，将吸收剂从脱硫
塔内放出，通过静置分离出水相浓盐酸和氧化剂，保留油相离子液体，然后向离子
液体中补入新的浓盐酸和氧化剂，构成的吸收剂重新装入脱硫塔，继续用于氯乙酸
尾气的处理运行。以实施例1.3的吸收剂为例，在实施例2.3的操作条件下，吸收
剂进行更新处理后重复使用，其SO2脱除率为98.7％，HCl含量为99.8％。