低共熔法分離煤焦油中的酚類化合物.pdf

1、酚類化合物是一種重要的化工原材料和中間體，廣泛應用于纖維、塑料的合成，農藥、醫(yī)藥的制備，以及香料、染料等其他生產領域。煤焦油中含有豐富的酚類化合物，從中提取酚類化合物具有重要的經(jīng)濟價值。目前工業(yè)上比較成熟的分離方法是氫氧化鈉堿洗法，但整個過程消耗大量酸堿溶液，并且會產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與酚類化合物形成低共熔溶劑(deepeutectic solv

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

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)應用提供理論支持。主要研究工作和取得結論如下:
　　(1)選取了常用的醚類、酮類、酯類等常見溶劑，分別進行反萃實驗，定性考察是否可以作為反萃劑，然后再將合適的反萃劑進行細致的考察。最終選定乙酸乙酯作為反萃劑，并考察了其在不同溫度下、有水或無水的情況下對不同季銨鹽的溶解度隨苯酚濃度變化的影響。結果表明，苯酚濃度一定時，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保證苯酚濃度低于40 g·L-1;苯酚濃度一定時，四甲基氯化銨（TMAC）在乙酸乙酯中溶解度高于ChCl，這是因為TMAC與苯酚能形成更強的氫鍵;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酚的萃取分離及

5、中性油夾帶的影響。結果表明，隨著ChCl加入量增大，酚萃取率升高，中性油的夾帶量減少;ChCl過量時，酚的萃取量恒定且達到極大值，中性油夾帶量恒定且夾帶量最小;萃取溫度對酚的萃取率影響不大，對中性油的夾帶量在ChCl加入量不足時隨溫度升高而增多，當ChCl加入量足量時與溫度變化關系不大;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95％，甲苯夾帶率為15％，70℃條件下氮氣吹掃60 min內可將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化合物，并循環(huán)實驗了3次。結果表明，TMAC相對ChCl萃取真實煤焦油中酚類化合物的能力更強，回收率更高，但會夾帶更多的中性油，且反萃劑更難去除;ChCl萃取酚中性油種類較少，主要為萘，而TMAC萃取酚中性油除了萘還有大量