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天然气在生活和工业上的重要性与日俱增,对于天然气的更大规模应用不仅是对环境问题的负责,更是对国家政策方针的积极响应。在天然气纯化过程中,对硫化氢的脱除是必不可少的,而现有的硫化氢脱除方法中,多数污染较重,对设备腐蚀严重,因此开发更绿色环保的脱除方法势在必行。离子液体和低共熔溶剂作为新型的“绿色溶剂”,蒸气压低,污染小,吸收性能好,且有良好的再生性能,有望替代天然气净化中的传统吸收剂。本文合成了乙酸四丁基季鏻盐(P4444C2H3O2)、正戊酸四丁基季鏻盐(P4444C5H902)、正己酸四丁基季鏻盐(P4444C6H1102)、正庚酸四丁基季鏻盐(P4444C7H1302)和正十一酸四丁基季鏻盐(P4444C11H2102)以及四丁基溴化铵-正戊酸(1:2 TBAB/Val)、四丁基溴化铵-正己酸(1:2 TBAB/Hex)和四丁基溴化铵-正庚酸(1:1、1:2、1:3 TBAB/Hep),并采用恒定体积法分别测试了各溶剂在298 K、308 K和318 K以及0.1 MPa～0.5 MPa下对硫化氢的溶解度。其中,P4444C2H3O2、P4444C5H9O2、P4444C6H11O2、P4444C7H13O2和P4444C11H21O2在298K、约0.5 MPa下对硫化氢的摩尔分数溶解度分别为 0.657、0.673、0.685、0.696 和 0.750。1:2TBAB/Val、1:2TBAB/Hex、1:1TBAB/Hep、1:2 TBAB/Hep 和 1:3 TBAB/Hep 在 298 K、约0.5 MPa下对硫化氢的摩尔分数溶解度分别为0.669、0.700、0.670、0.700 和 0.716。根据不同实验条件得到的实验结果分析了温度、压力、结构组成等因素对于各吸收剂吸收硫化氢的影响。较高温度、较低压力和阴离子碳链长度较短均不利于羧酸季鏻类离子液体吸收硫化氢;高温低压、氢键给体碳链短和氢键给体比例高均不利于四丁基溴化铵-羧酸类低共熔溶剂吸收硫化氢。两类吸收剂对硫化氢的吸收数据均可用Krichevsky-Kasarnovsky方程进行热力学模型拟合,根据拟合结果可以得到相应温度下的亨利常数,由同一种溶剂在不同温度下的亨利常数可以计算出ΔsG∞、ΔsH∞和ΔsS∞等数据。两类吸收剂均表现出了较好的选择性。298 K、约0.5 MPa下,P4444C2H3O2、P4444C5H9O2、P4444C6H11O2、P4444C7H13O2 和 P4444C11H21O2 对硫化氢和二氧化碳的选择性分别为3.01:1、3.21:1、3.91:1、3.13:1和4.42:1,对硫化氢和甲烷的选择性分别为43.51:1、57.06:1、32.91:1、40.29:1和47.56:1;298 K、约 0.5 MPa 下,1:2 TBAB/Val、1:2 TBAB/Hex 和 1:2 TBAB/Hep对硫化氢和二氧化碳的选择性分别为6.58:1、5.96:1和5.82:1,对硫化氢和甲烷的选择性分别为38.03:1、36.09:1和36.85:1。本文测试了两类吸收剂吸收硫化氢后的回收再生性能。经过五次再生后,P4444C2H3O2、P4444C5H9O2、P4444C6H11O2、P4444C7H13O2 和 P4444C11H21O2的再生效率分别为 81.6%、81.4%、81.4%、80.0%和 79.3%,1:2 TBAB/Val、1:2 TBAB/Hex、1:1 TBAB/Hep、1:2 TBAB/Hep 和 1:3 TBAB/Hep 的再生效率分别为 85.0%、84.1%、79.4%、84.9%和 79.8%。