Gaseous hydrocarbon separations using functionalized ionic liquids.

Liquides ioniques fonctionnalisés pour la séparation d’hydrocarbures gazeux

Leila Moura (1, 2) , Catherine C. Santini (1) , Margarida F. Costa Gomes (2)

1 C2P2 - Laboratoire de Chimie, Catalyse, Polymères et Procédés, R 5265
2 ICCF - Institut de Chimie de Clermont-Ferrand

The functionalization of the side chains on the cation or the anion of an ionic liquid is a common approach to tailor its properties for different processes including the separation of gases. In this paper, we present the current state of the art concerning the usage of ionic liquids for hydrocarbon separations. We also show how the functionalization of ionic liquids or the appropriate anion/cation combinations can contribute to the increase of the performance of the ionic liquids for the separation of gaseous hydrocarbons – either by improving the capacity of the ionic liquid to absorb a given gas or by increasing the selectivity towards a particular hydrocarbon. Original results concerning the usage of olefin-complexing metal salts of lithium (I), nickel (II) and copper (II) dissolved in ionic liquids for selectively absorbing light olefins are presented. It is observed that the absorption capacity of an imidazolium-based ionic liquid is doubled by the addition of a copper (II) salt. This result is compared with the effect of the functionalization of the ionic liquid and the advantages and difficulties of the two approaches are analyzed.

La fonctionnalisation des chaînes latérales sur le cation ou l’anion d’un liquide ionique est une approche commune pour adapter ses propriétés pour les différents processus, y compris la séparation de gaz. Dans cet article, nous présentons l’état actuel des recherches concernant l’utilisation de liquides ioniques pour les séparations d’hydrocarbures gazeux. Nous montrons comment la fonctionnalisation de liquides ioniques ou des combinaisons d’anions/cations appropriées peuvent contribuer à l’augmentation de leur performance pour la séparation des hydrocarbures gazeux – soit par l’amélioration de la capacité du liquide ionique pour absorber un gaz donné ou en augmentant la sélectivité pour un hydrocarbure particulier. Des résultats originaux concernant l’utilisation de sels métalliques de lithium (I), le nickel (II) et le cuivre (II) dissous dans des liquides ioniques pour absorber sélectivement des oléfines légères sont présentés. On constate que la capacité d’absorption d’un liquide ionique à base d’imidazolium est doublée par addition d’un sel de cuivre (II). Ce résultat est comparé avec l’effet de la fonctionnalisation du liquide ionique. Les avantages et les difficultés de ces deux approches sont analysés.

Domaines: Génie chimique

Leila Moura, Catherine C. Santini, Margarida F. Costa Gomes. Gaseous hydrocarbon separations using functionalized ionic liquids. . Oil & Gas Science and Technology - Revue d'IFP Energies nouvelles, 2016, 71 (2), pp.23-34. ⟨10.2516/ogst/2015041⟩. ⟨hal-01368986⟩