传统溶剂在脱除硫化氢和二氧化碳的过程中存在能耗高、成本高等诸多缺点,迫切需要一种新型绿色湿法脱硫工艺来替代传统的有机溶剂。近年来,铁基离子液体在脱除天然气中酸性组分等方面已经成为研究的热点,为推动新型绿色脱硫工艺,本文以铁基离子液体为基质,选用聚乙二醇二甲醚(NHD)为助剂,配制成铁基复合离子液体,通过结合吸收动力学的研究方法,在不同条件下试验该复配体系的脱硫效果和吸收选择性;结合微观动力学理论,讨论了复配离子液体脱硫剂脱硫过程的吸收机理和动力学特性。本文主要结论如下:(1)本文按1:4的比例将NHD添加到BmimFeCl4中,得到复合离子液体。通过对该复配体系脱硫前后的红外光谱、电化学、粘度以及热重分析,可知该复合离子液体具有较好的疏水性和热稳定性;适当升温有利于脱硫剂的持续脱硫,有助于降低体系粘度,提高硫化氢的吸收反应速率;(2)复合铁基离子液体吸收二氧化碳是一个物理吸收过程,二氧化碳的最高吸收负荷为0.299 mol/L(0.6 MPa,298.15 K);复合离子液体吸收硫化氢主要是化学吸收过程,硫化氢的最高吸收负荷为1.418 mol/L(0.9 MPa,303.15 K);硫化氢和二氧化碳的最大吸收速度为 0.04(mol/L.5 min)(298.15 K,0.06 MPa)和 0.017(mol/L·5 min)(298.15 K,0.06 MPa),硫化氢的吸收速度是同温度和压力下二氧化碳的2.3倍;(3)硫化氢和二氧化碳在离子液体竞争吸收中的最大吸附量为0.433 mol/L(0.5 MPa,313.15 K)和 0.217 mol/L(0.4 MPa,293.15 K);硫化氢吸收负荷会严重影响复配体系对二氧化碳的吸收,而二氧化碳吸收负荷对复配体系吸收硫化氢影响较弱;当二者等浓度混合吸收时,由于硫化氢吸收速度较快,先于二氧化碳溶解于离子液体中,使氢键饱和,阻碍了二氧化碳的吸收;(4)复合离子液体吸收硫化氢反应初始时,硫化氢被快速解离和氧化,随着反应的进行,有大量的硫离子和硫磺生成,到反应后期,复配体系中酸性增强,硫化氢几乎无法解离,导致吸收停止;NHD的加入有效地降低了复配体系的粘度,使硫化氢更容易通过相界面进入液相之中,促进脱硫的化学反应过程;(5)对复合离子液体吸收硫化氢的动力学进行了研究,根据天然气中硫化氢特点,建立硫化氢的反应吸收动力学方程;实验研究表明硫化氢在复合离子液体中的吸收过程受液膜控制,为快速拟一级反应,改善传质系数、降低温度、加速搅拌以及复配高传质速率溶剂等,可以有效的优化脱硫过程。