Способ извлечения ионной жидкости и система для его осуществления - RU2017103969A
Код документа: RU2017103969A
Формула
1. Способ извлечения ионной жидкости, включающий в себя стадии:
a) контактирования отработанной ионной жидкости с соединением, содержащим по меньшей мере один координирующий агент, для получения смеси, содержащей аддукт, необязательно, после смешивания отработанной ионной жидкости с растворителем;
b) разделения смеси со стадии а) для получения отфильтрованного аддукта; и
c) нагревания отфильтрованного аддукта для получения извлеченной ионной жидкости.
2. Система (100) для извлечения ионной жидкости, содержащая:
a) по меньшей мере первый реактор (102), выполненный с возможностью приема отработанной ионной жидкости и соединения, содержащего по меньшей мере один координирующий агент, для получения смеси, содержащей аддукт;
b) по меньшей мере одну установку (103) отделения твердой фазы, сообщающуюся по текучей среде с по меньшей мере одним первым реактором, при этом по меньшей мере одна установка отделения твердой фазы выполнена с возможностью получения аддукта и фильтрата;
c) по меньшей мере один испаритель (105), сообщающийся по текучей среде с по меньшей мере одной установкой (103) отделения твердой фазы, при этом по меньшей мере один испаритель выполнен с возможностью приема аддукта из по меньшей мере одной установки отделения твердой фазы, и выполнен с возможностью разрушения аддукта на соединение, содержащее по меньшей мере один координирующий агент, и ионную жидкость; и
d) по меньшей мере один второй реактор (106), сообщающийся по текучей среде с по меньшей мере одним испарителем (105), при этом по меньшей мере один второй реактор выполнен с возможностью приема ионной жидкости из по меньшей мере одного испарителя для извлечения ионной жидкости.
3. Способ извлечения ионной жидкости, включающий в себя стадии:
a) направления отработанной ионной жидкости в систему (100), где отработанную ионную жидкость подают в первый реактор (102);
b) подачи соединения, содержащего по меньшей мере один координирующий агент, в первый реактор (102) для получения смеси, содержащей аддукт;
c) направления смеси, содержащей аддукт, в установку (103) отделения твердой фазы для получения аддукта и фильтрата, и направления аддукта в испаритель (105) для разрушения аддукта на соединение, содержащее по меньшей мере один координирующий агент, и ионную жидкость; последующего удаления соединения, содержащего по меньшей мере один координирующий агент; и
d) направления ионной жидкости, полученной из испарителя, во второй реактор (106) для извлечения ионной жидкости.
4. Способ по п.1 или 3 или система по п.2, в которых аддукт образован между ионной жидкостью и соединением, содержащим по меньшей мере один координирующий агент; и в которых извлечение ионной жидкости осуществляется в инертной атмосфере; при этом инертная атмосфера представляет собой атмосферу N2.
5. Способ по п.1 или 3 или система по п.2, в которых ионная жидкость выбрана из группы, включающей ионную жидкость на основе фосфония, ионную жидкость на основе аммония и ионную жидкость на основе металла или любое их сочетание; и в которых количество примесей, присутствующих в отработанной ионной жидкости, находится в диапазоне от примерно 10% масс./масс. до примерно 50% масс./масс., предпочтительно от примерно 20% масс./масс. до примерно 30% масс./масс.
6. Способ по п.1 или 3 или система по п.2, в которых соединение, содержащее по меньшей мере один координирующий агент, выбрано из группы, включающей вторичный спирт, ароматический спирт, фенол и кетон, или любое их сочетание; причем вторичный спирт выбран из группы, содержащей изопропанол или 2-бутанол, или их сочетание, предпочтительно изопропанол, ароматический спирт представляет собой 1-фенилэтанол, а кетон представляет собой ацетон; при этом соотношение концентрации соединения, содержащего по меньшей мере один координирующий агент, к концентрации галогенида металла ионной жидкости находится в диапазоне от примерно 1:1 до примерно 1:18 моль, предпочтительно от 1:3 до 1:6 моль.
7. Способ по п.1 или 3 или система по п.2, в которых растворитель выбран из группы, включающей углеводород, этилацетат, ацетонитрил и дихлорметан или любое их сочетание; при этом углеводородный растворитель выбран из группы, включающей бензол, пентан, гексан, гептан, октан, нонан и декан, или любое их сочетание, предпочтительно гексан; при этом соотношение количества растворителя к количеству отработанной ионной жидкости находится в диапазоне от примерно 0,5:1 до примерно 10:1, предпочтительно от примерно 1:1 до примерно 4:1.
8. Способ по п.1, в котором контактирование отработанной ионной жидкости с соединением, содержащим по меньшей мере один координирующий агент, осуществляют при температуре в диапазоне от примерно -5°C до примерно 50°C, предпочтительно от примерно 20°C до примерно 30°C, в течение периода времени от примерно 0,5 ч до примерно 3 ч, предпочтительно от примерно 2,5 ч до примерно 3 ч; в котором разделение осуществляют с помощью способов, выбранных из группы, включающей фильтрацию, центрифугирование, нутч-фильтрацию под давлением, нутч-фильтрацию с перемешиванием, вакуумную ленточную фильтрацию и вакуумную фильтрацию, или любое их сочетание.
9. Способ по п.1, в котором аддукт стадии b) подвергают промывке растворителем, при этом указанный растворитель выбран из группы, содержащей вторичный спирт, ароматический спирт, фенол, кетон, углеводород, этилацетат, ацетонитрил и дихлорметан или любое их сочетание; при этом количество указанного растворителя находится в диапазоне от примерно 0 г до примерно 100 г, предпочтительно от примерно 25 г до примерно 75 г; при этом отфильтрованный аддукт, полученный на стадии c), содержит аддукт, образованный между ионной жидкостью и координирующим агентом; при этом нагревание отфильтрованного аддукта разрывает связь между ионной жидкостью и соединением, содержащим по меньшей мере один координирующий агент, и при этом нагревание осуществляется при температуре в диапазоне от примерно 60°C до примерно 160°C, предпочтительно от примерно 130°C до примерно 140°C.
10. Способ по п.1, в котором соединение, выбранное из группы, включающей растворитель и галогенид металла или их сочетание, добавляют к извлекаемой ионной жидкости стадии c); при этом концентрация указанного растворителя находится в диапазоне от примерно 5% мас./мас. до примерно 50% мас./мас., предпочтительно от примерно 15% мас./мас. до примерно 30% мас./мас.; при этом растворитель представляет собой бензол; при этом концентрация указанного галогенида металла находится в диапазоне от примерно 43% масс./масс. до примерно 65% масс./масс.; при этом металл галогенида металла выбран из группы, включающей алюминий, железо, цинк, марганец, магний, титан, олово, палладий, платину, родий, медь, хром, кобальт, церий, никель, галлий, индий, сурьму и цирконий или любое их сочетание; а галоген галогенида металла выбран из группы, включающей фтор, хлор, бром, йод и астат или любое их сочетание.
11. Система по п.2 или способ по п.3, в которых система работает в режиме, выбранном из группы, включающей периодический режим, полупериодический режим и непрерывный режим, или любое их сочетание; смесительная установка (101) выбрана из группы, содержащей сосуд с мешалкой, статический смеситель, струйный смеситель и насосный смеситель, или любое их сочетание; а первый реактор (102) выбран из группы, содержащей реактор с перемешиванием и статический смеситель, или их сочетание.
12. Система по п.2 или способ по п.3, в которых установка отделения твердой фазы (103) выбрана из группы, включающей фильтр, центрифугу, нутч-фильтр давления, нутч-фильтр с перемешиванием, вакуумный фильтр и комбинацию фильтр/сушилка, такую как нутч-фильтр с перемешиванием/сушилка, или любое их сочетание; испаритель (105) выбран из группы, включающей одноступенчатый испаритель, многоступенчатый испаритель, испаритель с падающей пленкой, тонкопленочный испаритель с перемешиванием и комбинацию испаритель/сушилка, или любое их сочетание; при этом сушилка выбрана из группы, включающей лотковую сушилку и тонкопленочную сушилку с перемешиванием, или их сочетание; перегонная установка 104 выбрана из группы, включающей одноступенчатую тарельчатую колонну, многоступенчатую тарельчатую колонну, насадочную колонну и испаритель с падающей пленкой, или любое их сочетание; а второй реактор (106) выбран из группы, включающий реактор с перемешиванием и статический смеситель, или их сочетание.
13. Система по п.2 или способ по п.3, в которых смесь, содержащая отработанную ионную жидкость и соединение, содержащее по меньшей мере один координирующий агент, находится при температуре в диапазоне от примерно -5°C до примерно 50°C, предпочтительно от примерно 20°C до примерно 30°C, в течение периода времени от примерно 0,5 ч до примерно 3 ч, предпочтительно от примерно 2,5 ч до примерно 3 ч; при этом аддукт подвергают промывке растворителем; при этом указанный растворитель для промывки выбран из группы, включающей вторичный спирт, ароматический спирт, фенол, кетон, углеводород, этилацетат, ацетонитрил и дихлорметан, или любое их сочетание; при этом количество указанного растворителя находится в диапазоне от примерно 0 г до примерно 100 г, предпочтительно от примерно 25 г до примерно 75 г; при этом отфильтрованный аддукт, полученный на стадии c), содержит аддукт, образованный между ионной жидкостью и координирующим агентом.
14. Система по п.2, которая дополнительно содержит смесительную установку (101), сообщающуюся по текучей среде с по меньшей мере одним первым реактором (102), при этом смесительная установка выполнена с возможностью смешивания отработанной ионной жидкости с растворителем перед подачей в по меньшей мере один первый реактор (102); при этом система содержит по меньшей мере одну перегонную установку (104), сообщающуюся по текучей среде с по меньшей мере одной установкой отделения твердой фазы, при этом по меньшей мере одна перегонная установка (104) выполнена с возможностью отгонки растворителя и соединения, содержащего по меньшей мере один координирующий агент, из фильтрата; при этом фильтрат содержит растворитель, соединение, содержащее по меньшей мере один координирующий агент, или примесь, или любое их сочетание; и при этом фильтрат присутствует в форме, выбранной из группы, включающей твердое вещество, жидкость и газ, или любое их сочетание.
15. Система по п.2, которая содержит канал текучей среды, соединяющий поток соединения, содержащего по меньшей мере один координирующий агент, с по меньшей мере одной перегонной установкой (104) или с по меньшей мере одним испарителем (105) или с их сочетанием, для рециркуляции соединения, содержащего по меньшей мере один координирующий агент, в по меньшей мере один первый реактор; которая содержит перепускной канал текучей среды, соединяющий поток соединения, содержащего по меньшей мере один координирующий агент, с по меньшей мере одной установкой (103) отделения твердой фазы для подачи соединения, содержащего по меньшей мере один координирующий агент; и которая содержит перепускной канал, соединяющий поток соединения с по меньшей мере одним вторым реактором (106) для извлечения ионной жидкости, при этом указанное соединение выбрано из группы, включающей растворитель или галогенид металла, или их сочетание.
16. Способ по п.3, в котором отработанную ионную жидкость смешивают с растворителем в смесительной установке (101) перед добавлением в первый реактор (102); при этом фильтрат, полученный на стадии c), направляют в перегонную установку (104), чтобы отогнать растворитель или соединение, содержащее по меньшей мере один координирующий агент, или их сочетание; при этом извлекаемую ионную жидкость стадии d) приводят в контакт с соединением, выбранным из группы, включающей растворитель и галогенид металла, или их сочетание; при этом фильтрат содержит растворитель, соединение, содержащее по меньшей мере один координирующий агент, или примесь, или любое их сочетание; при этом фильтрат присутствует в форме, выбранной из группы, включающей твердое вещество, жидкость и газ, или любое их сочетание.
