CO2在离子液体N-乙基吗啉乙酸盐中的溶解度

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文章编号： 1672-6987（2023）05-0043-09； DOI： 10.16351/j.1672-6987.2023.05.005

王宁， 杨园园， 程华农*， 郑世清（青岛科技大学 化工学院， 山东 青岛 266042）

摘要： 测定了温度29815~33815 K、压力0~900 kPa下，CO2在质子型离子液体N-乙基吗啉乙酸盐（\[NEMH\]\[Ac\]）中的溶解度。采用Soave-Redlich-Kwong（SRK）立方型状态方程对溶解度数据进行拟合，平均相对偏差和最大相对偏差分别为094%和286%，具有满意的准确性。通过溶解度数据，估算了CO2在\[NEMH\]\[Ac\]中零压力下的亨利定律常数，并计算了无限稀释条件下的偏摩尔吉布斯自由能、偏摩尔焓和偏摩尔熵。结果表明，\[NEMH\]\[Ac\]对CO2的亲和力，以及CO2在\[NEMH\]\[Ac\]中的有序度随着温度的升高而降低。CO2在\[NEMH\]\[Ac\]中的溶解是放热的，有利于CO2的溶解。相对现有的醇胺法工艺，CO2的解吸能耗较低，吸收剂更容易再生。

关键词： 二氧化碳； 离子液体； 溶解度； 模型； 亨利定律常数

中图分类号： TQ 013.1文献标志码： A

引用格式： 王宁， 杨园园， 程华农， 等. CO2在离子液体N-乙基吗啉乙酸盐中的溶解度［J］. 青岛科技大学学报(自然科学版), 2023, 44(5): 43-51.

WANG Ning， YANG Yuanyuan， CHENG Huanong， et al. Solubility of CO2 in ionic liquid N-ethylmorpholine acetate［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition), 2023， 44（5）： 43-51.

Solubility of CO2 in Ionic Liquid N-Ethylmorpholine Acetate

WANG Ning， YANG Yuanyuan， CHENG Huanong， ZHENG Shiqing

(College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China)

Abstract: The solubility of CO2 in protic ionic liquid N-ethylmorpholine acetate (\[NEMH\]\[Ac\]) was determined at temperatures from 29815 to 33815 K and pressures from 0 to 900 kPa. The Soave-Redlich-Kwong (SRK) cubic equation of state was used to fit the solubility data, and the average relative deviation and maximum relative deviation were 094% and 286%, respectively, with satisfactory accuracy. From the solubility data, the Henry′s law constant for CO2 at zero pressure in \[NEMH\]\[Ac\] was estimated, and the partial molar Gibbs free energy, partial molar enthalpy, and partial molar entropy at infinite dilution were calculated. The results showed that the affinity of \[NEMH\]\[Ac\] for CO2 and the order degree of CO2 in \[NEMH\]\[Ac\] decreased with increasing temperature. The dissolution of CO2 in \[NEMH\]\[Ac\] is exothermic, favoring the dissolution of CO2. Compared with the existing alcoholamine process, the energy consumption of CO2 desorption is lower, and the absorbent is easier to regenerate.

Key words: carbon dioxide; ionic liquid; solubility; modeling; Henry′s law constant

收稿日期： 2022-09-02

基金项目： 山东省自然科学基金项目（ZR2020MB145）.

作者简介： 王宁(1997—), 男, 硕士研究生.*通信联系人.