从煤焦油中提取粗酚的工艺研究

从煤焦油中提取粗酚的工艺研究

李锦涛

陕煤集团神木天元化工有限公司陕西省榆林市 719319

摘要：煤焦油中所含酚类化合物是当前较为重要的高附加值产品以及化工原料。其产率主要受煤化工的工艺条件、煤质、工艺类型的影响，一般来讲，低温热解产物中所含酚物质量最高，质量分数约为20%-30%，远优于高温煤焦油下提取的酚类化合物。本文结合酚类化合物的种类、特点，对如何从煤焦油中提取粗酚工艺进行详细研究与探索。

关键词：煤焦油；工艺；酚类化合物；粗酚

酚类化合物作为一种化工原料，在现代工业生产中有着非常重要的作用。而从煤焦油中提取相应粗酚，不但具有一定经济效益，为企业获取一定利润，同时也具备一定社会效益以及环境效益，保护了周边生态环境。因此这就要求我们应做好酚类化合物的提取与应用研究工作。

1.概述

粗酚，是通过对中低温煤焦油的常减压蒸馏、提取出含酚油的馏份，然后进行加工得到的。其主要组成有苯酚、邻甲酚、间对甲酚和二甲酚。

苯酚，无色针状结晶或白色熔块，可燃，腐蚀力强，有毒，呈弱酸性，如果不纯或在空气作用下为淡红色至红色。可吸收空气中水分并液化，有特殊气味和燃烧味，极淡的溶液具有甜味。溶于乙醇、水、乙醚、氯仿、乙二醇、二硫化碳、凡士林及碱液，不溶于碱金属的碳酸盐和石油醚。

邻甲酚，白色结晶，有苯酚气味，可燃。溶于乙醇、乙醚、氯仿及热水。

混合二甲酚，为白色结晶固体。在水中溶解极少量，溶于大多数有机溶剂及碱液中，可燃。

2.中低温煤焦油的品质

中低温煤焦油中主要含有轻油、酚油、萘油和洗油，各组分馏程分布见下表。

3.回收粗酚的工艺简介

（1）洗涤法

由于酚类化合物带有酚羟基，所以酚类具有弱酸性，能同碱进行中和反应生成酚钠盐，因此，工业生产中一般采用15％左右的NaOH水溶液洗涤酚油馏分，从而把酚从煤焦油中提取出来。

脱酚的化学反应方程式：

C6H5OH + NaOH = C6H5ONa + H2O

C6H4CH3OH + NaOH → C6H4CH3ONa + H2O

生成的酚钠溶于碱液中，因含酚钠盐的碱液密度较大，且与上述各种馏分互不相溶，靠密度差即可分离来。

生成的酚钠盐再用硫酸水溶液进行洗涤分解，从而提取出酚类。

酚钠分解的化学反应方程式：

C6H5ONa + H2SO

4→ C6H5OH + Na

2

SO

4

C6H4CH3ONa + H2SO

4→ C6H4CH3OH + Na

2

SO

4

（2）萃取法

溶剂萃取法是在酚油馏分中加入一种与其基本不相混溶的复合溶剂，利用酚油中各组分在两个液相中的溶解度不同的原理，使酚油中的酚类溶解在复合溶剂中，而其它组分却不溶解或微溶解，从而使酚油中各组分得以分离。

因含酚溶剂的密度比脱酚油的密度大，且与脱酚油基本不互溶，固利用重力沉降即可分离。

含酚溶剂可采用精馏方法使粗酚和溶剂得以分离，溶剂经冷却回收后可循环使用。（见图1）

图 1 煤焦油中萃取粗酚工艺流程图

(3)从煤焦油酚水中回收粗酚

A.重力沉降法

通常煤焦油酚水中包含煤焦油尘以及焦油油/中油、酚水。其相应密度以及粘度如表所示：

表煤焦油酚水主要组分密度以及粘度分析结果

物质名称密度/kg·m-3 粘度/Pa·s 煤焦油尘 1180 0.41

焦油油/中油 825 0.09

酚水 1006 1.13

依据表中所呈现出各组密度差异，将煤焦油酚水置于相应沉降罐中并实施重力沉降，以从中分离出酚水、煤油尘以及焦油油/中油。然后再依序将煤焦油尘以及

焦油油/中油下放置下一工段处理，而将酚水进行进一步加工处理。

B.精馏法

应该说，精馏法作为当前分离液体物最为常用、最为有效的方法之一，已得

到广泛应用和推广。在酚水组分中包含一定量氨以及脂肪酸、H

2S、氰化物、CO

2

等元素。其中酚与水之间沸点大约差为92°，而酚与氨以及部分酸性物质之间，沸点值相差更大。所以只需使用较为普通的精馏法就可从酚水组分中提取酚。同时也需脱酸、除氨净水以及多级精馏来完成回收酚。这种提取方法相对简单，所需理论塔板数相对较小，且易于操作，耗能较低，更为重要的是酚提取率高。C.结论

（1）当前，从煤焦油中提取、回收粗酚工艺相对简单，且回收率相对较高，不但对工艺废弃物形成净化，同时为企业创造了一定经济效益。

（2）所选用的辅助原材料多为二异丙基醚，比较易于回收，且可进行循环使用。它的缺点就是，价格相对较高，生产成本相对较大。

（3）酚是一种非常重要的有机合成材料，而随着我国化学工业的不断发展，所排放出来的酚衍生物以及含酚废水是逐年增多。含酚废水，不仅会对水生植物的繁殖以及生长造成严重影响，破坏生态平衡。更为重要的是它对人们直接饮水源造成严重污染，所以从煤焦油以及煤焦油酚水中提取和回收酚已经成为当前环境保护中非常重要的一项课题。因此这也就要求我们应做好该项工艺的研究、分析与应用工作。

4.萃取工艺优点

（1）煤焦油中含酚量高，对管线和设备腐蚀大，将酚提出来之后，可以减小对管线和设备的腐蚀。

（2）从煤焦油中萃取粗酚工艺简单，投资成本低，经济效益好。

（3）萃取剂易于回收，化学稳定性好，可以循环利用，生产成本低。

（4）将酚类提取后的煤焦油再进行加氢，可以减少氢气的消耗量，减少过程中CO

2

的排放量，有利于改善环境效益，促进低碳经济的发展。

5.萃取实验分析数据

（1）酚油分析数据

（2）酚油分析数据

（3）脱酚油分析数据

6.总结

酚类物质作为煤焦油产品中的有害物质，不仅增加残炭量，使其出现味臭以及变色、燃烧等情况，同时具有一定腐蚀性，给生态环境造成极大破坏。但与此同时，酚类作为化工原料却拥有较高价值。以酚类为基础可以生产出多种产品，像塑料、粘结剂以及杀虫剂等等。所以这就要求我们应做好酚类物质的提取与研究工作。

参考文献：

[1] 柏玉娟,孟庆侠.七台河煤焦油的萃取和分析[J].广东化工,2012(01). [1] 孙会青.中低温煤焦油脱水及酚类物提取的研究[D].煤炭科学研究总院, 2009.