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中低温煤焦油中酚的提取和纯化工艺研究

王春  
【摘要】:中国煤炭资源丰富,在煤转化过程中产生了大量煤焦油,其中中低温煤焦油组分复杂,酚类和萘类化合物含量较高,将它们提取出来可以提高煤炭加工的附加值。传统的碱洗法污染严重,而溶剂提取法粗酚中杂质含量过高,因而急需开发一种环保高效的提取工艺。本文首先利用实验研究了乙醇胺作萃取剂提酚的工艺和流程,提取效率可达90%。最优的提取条件是:针对提取酚中含萘较高的问题,又在分析此物系气液相平衡关系特点的基础上,基于乙醇胺和萘类形成最小恒沸物的特性,进行了系列蒸馏和结晶实验,将酚中的萘类分离出来。把第一步结晶的温度控制在40℃、搅拌速率控制在200 r/min,第二步结晶温度控制在5℃。在上述条件下,第一步结晶时萘的去除率为25.24%,其中萘的质量纯度达到了95%该纯度达到了粗萘的标准可以直接售卖,第二步结晶后萘的去除率达到了74.11%,1-甲基萘去除率4.92%,2-甲基萘的去除率46.68%。这些数据表明可以采用结晶的方法实现乙醇胺和萘类化合物的分离,且这些数据可以为后续模拟过程提供相关参数。最终,粗酚中萘类产品的含量可以降低至1.2%,同时可以得到符合要求的粗萘和混萘产品。最后利用模拟技术进行了中低温煤焦油同时提取酚和萘工艺和流程的概念化设计,优化了该流程中的工艺参数,在最优的操作条件下模拟结果证明该工艺是可行的。本文选用乙醇胺作为萃取剂,通过精馏处理,最后利用分步结晶从中低温煤焦油中同时提取出了粗酚和萘。这一系列方法既能达到较高分离效果,又可以避免环境的污染。最后利用Aspen Plus软件进行模拟获得了较好的结果,为后续工业化的实现提供了一定的理论基础。


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