低共熔法分離煤焦油中的酚類(lèi)化合物.pdf

1、酚類(lèi)化合物是一種重要的化工原材料和中間體，廣泛應(yīng)用于纖維、塑料的合成，農(nóng)藥、醫(yī)藥的制備，以及香料、染料等其他生產(chǎn)領(lǐng)域。煤焦油中含有豐富的酚類(lèi)化合物，從中提取酚類(lèi)化合物具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前工業(yè)上比較成熟的分離方法是氫氧化鈉堿洗法，但整個(gè)過(guò)程消耗大量酸堿溶液，并且會(huì)產(chǎn)生含酚廢水需要后續(xù)處理。為了解決上述缺陷，采用新型非水相分離方法很有必要。本課題組發(fā)現(xiàn)并研究了一系列季銨鹽通過(guò)與酚類(lèi)化合物形成低共熔溶劑(deepeutectic solv

2、ents，DESs)分離油中的酚類(lèi)化合物，這種方法萃取效率高，萃取劑可以循環(huán)使用，萃取過(guò)程中不使用無(wú)機(jī)堿和酸，并且避免了含酚廢水的產(chǎn)生。
　　針對(duì)目前使用的反萃劑乙醚具有易揮發(fā)和易爆炸等缺點(diǎn)、低共熔溶劑對(duì)中性油的夾帶以及缺少低共熔法萃取分離真實(shí)油酚混合物過(guò)程中酚類(lèi)化合物的變化規(guī)律等問(wèn)題，本文著重考察了低共熔法分離油酚混合物過(guò)程中反萃劑的選擇、低共熔溶劑對(duì)中性油夾帶行為和中性油的脫除，以及低共熔法萃取分離真實(shí)煤焦油過(guò)程中不同酚類(lèi)化合

3、物組成變化和物料守恒等。為低共熔法分離油酚混合物的工業(yè)應(yīng)用提供理論支持。主要研究工作和取得結(jié)論如下:
　　(1)選取了常用的醚類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)等常見(jiàn)溶劑，分別進(jìn)行反萃實(shí)驗(yàn)，定性考察是否可以作為反萃劑，然后再將合適的反萃劑進(jìn)行細(xì)致的考察。最終選定乙酸乙酯作為反萃劑，并考察了其在不同溫度下、有水或無(wú)水的情況下對(duì)不同季銨鹽的溶解度隨苯酚濃度變化的影響。結(jié)果表明，苯酚濃度一定時(shí)，溫度越高，氯化膽堿(ChCl)在乙酸乙酯中的溶解度越高，室溫下

4、，乙酸乙酯的最小用量應(yīng)保證苯酚濃度低于40 g·L-1;苯酚濃度一定時(shí)，四甲基氯化銨（TMAC）在乙酸乙酯中溶解度高于ChCl，這是因?yàn)門(mén)MAC與苯酚能形成更強(qiáng)的氫鍵;水的存在有利于ChCl溶解于乙酸乙酯，這是由于水同樣可以與ChCl形成DES造成的。
　　(2)以含苯酚200 g·L-1的甲苯溶液作為模擬油酚混合物，ChCl作為萃取劑，研究了ChCl的加入量、萃取溫度(25～55℃)及模擬油中直鏈烷烴的濃度等因素對(duì)酚的萃取分離及

5、中性油夾帶的影響。結(jié)果表明，隨著ChCl加入量增大，酚萃取率升高，中性油的夾帶量減少;ChCl過(guò)量時(shí)，酚的萃取量恒定且達(dá)到極大值，中性油夾帶量恒定且?jiàn)A帶量最小;萃取溫度對(duì)酚的萃取率影響不大，對(duì)中性油的夾帶量在ChCl加入量不足時(shí)隨溫度升高而增多，當(dāng)ChCl加入量足量時(shí)與溫度變化關(guān)系不大;模擬油中直鏈烷烴的濃度不影響萃取效率，濃度越高，甲苯夾帶越少。以ChCl萃取含苯酚200 g·L-1的甲苯溶液，在萃取溫度25℃、ChCl加入量大于0.

6、6（與酚的摩爾比）的條件下，苯酚萃取率達(dá)95％，甲苯夾帶率為15％，70℃條件下氮?dú)獯祾?0 min內(nèi)可將DES中甲苯完全去除。
　　(3)使用ChCl和TMAC作為萃取劑，乙酸乙酯作為反萃劑，分離煤焦油中的酚類(lèi)化合物，并循環(huán)實(shí)驗(yàn)了3次。結(jié)果表明，TMAC相對(duì)ChCl萃取真實(shí)煤焦油中酚類(lèi)化合物的能力更強(qiáng)，回收率更高，但會(huì)夾帶更多的中性油，且反萃劑更難去除;ChCl萃取酚中性油種類(lèi)較少，主要為萘，而TMAC萃取酚中性油除了萘還有大量