一種低溫煤焦油酚鈉鹽的分解方法
2023-10-26 08:00:42 1
專利名稱：一種低溫煤焦油酚鈉鹽的分解方法
技術領域：
本發明涉及一種低溫煤焦油加工生產工序中的酚鈉鹽分解新方法，可從低溫煤焦油中得到混合苯酚化合物，適用於煤焦油加工行業的技術改造及新建項目。
背景技術：
低溫煤焦油是煤在800°C以下熱解得到的液體產物，其組成特性與加工方法與高溫煤焦油有很大不同，它含有苯酚、甲酚、二甲酚等幾十種多取代苯酚類化合物，浙青質含量也高於高溫煤焦油。如果使用高溫煤焦油的加工工藝對低溫煤焦油加工，不但會腐蝕設備，而且會由於低溫煤焦油密度與水接近，導致難以進行油水分離。目前工業應用是將低溫煤焦油中苯酚類化合物提取出來，剩餘煤焦油加氫製取液體燃料，其中苯酚類化合物純化後可以作為高附加值的化工原料。提取苯酚類化合物現有兩種手段，第一種是酸鹼法(CN200910197912.1)，低溫煤焦油簡單蒸餾得到一定沸點的餾分油，加入氫氧化鈉水溶液，使其形成混合苯酚鈉鹽進入水相，分離水相併在其中加入硫酸分解該鹽，得到混合苯酚化合物。此法雖然簡便，但是產生大量廢酸、廢鹼，汙染環境、腐蝕設備、損害操作人員健康。雖然有專利(CN200820014904. X)報導用二氧化碳代替硫酸分解苯酚鈉鹽，但是該工藝也會產生大量不易處理的碳酸鈉鹽，且分解反應進行不完全，需多次重複進行，導致工藝流程複雜。第二種是選用溶劑萃取法(CN201110102049. 4)，採用多元醇化合物作為萃取劑萃取低溫煤焦油中苯酚類化合物，該法汙染較少，但是也有許多問題需解決一、採用萃取、反萃取、多級萃取等方法，操作複雜，增加了設備成本投入；二、由於涉及到萃取劑的回收，勢必要多次蒸餾分離，消耗大量能源；三、由於採用萃取的方法，必然使一些中性油帶入酚類化合物中，降低了下一步剩餘煤焦 油加氫制燃料的收率。因此，成功解決這些問題才能使萃取法工藝工業化應用。
發明內容
本發明的目的是提供一種低溫煤焦油酚鈉鹽的分解方法，該方法利用雙極膜電滲析技術，分解低溫煤焦油蒸餾餾分油鹼處理後得到的混合苯酚鈉鹽，製備得到混合苯酚化合物，同時生成的氫氧化鈉循環用於苯酚鈉鹽的生產，該方法有效地解決了傳統生產工藝中大量酸、鹼廢水的排放，達到了綠色化工生產的目的。本發明的目的是通過下述技術方案來實現的。一種低溫煤焦油酚鈉鹽的分解方法，包括下述步驟I)將低溫煤焦油常壓蒸餾收集到的沸點小於300°C的餾分油加入氫氧化鈉水溶液中，充分攪拌混合，靜置分層，分離出水相，得到混合苯酚鈉鹽水溶液，備用；2)通過將一個陽膜置於兩個雙極性膜之間形成分解膜器，所述的膜器包括兩個室，分別為一個雙極性膜和陽膜之間的鹼液室，以及另一個雙極性膜和陽膜之間的進料室，所述膜器的兩側分別設置陰極和陽極，與直流電源的兩級相連接；3)將低溫煤焦油蒸餾餾分油鹼處理後得到的混合苯酚鈉鹽水溶液通入進料室中，將氫氧化鈉水溶液通入鹼液室中；4)在直流電場作用下，在進料室中的鈉離子通過陽膜進入鹼液室，與從雙極性膜產生的氫氧根離子結合形成氫氧化鈉；5)同時，由雙極性膜產生的氫離子進入進料室，與其中的酚氧離子結合，生成混合苯酹化合物。進一步地，所述步驟I)中低溫煤焦油蒸餾餾分油與氫氧化鈉的質量比為10:4，氫氧化鈉水溶液質量分數為10%。進一步地，所述步驟3)中鹼液室氫氧化鈉水溶液濃度為40_60g/L，溶液的循環流量為 18-22mL / min。進一步地，所述進料 室混合苯酚鈉鹽溶液濃度為80_120g/L，溶液流量為
0.8-1. 2mL / min。雙極膜是由一張陽膜和一張陰膜複合製成的陰、陽複合膜。該膜的特點是在直流電場的作用下，陰、陽膜複合層間的水解離成氫離子和氫氧根離子並分別通過陰膜和陽膜，作為H+和OH離子源。它可以實現從鹽(MX)的水溶液製備相應的酸(HX)和鹼(MOH)。利用這一原理和膜器，本發明將混合苯酚鈉鹽分解為混合苯酚化合物以及氫氧化鈉。本發明的特點是採用新的苯酚鈉鹽分解裝置，消除了廢酸、廢鹼的汙染，從低溫煤焦油中得到混合苯酚化合物，具有良好的應用前景。
圖1為本發明的裝置示意圖。
具體實施例方式下面結合
本發明的
具體實施例方式如圖1所示，為低溫煤焦油酚鈉鹽的分解方法所採取的雙極膜電滲析裝置，膜器由兩個雙極性膜和一個陽膜為基本單元構成，分為鹼液室和進料室，雙極性膜是日本產BP一 IE型膜，陽膜為德國產FT-FKB型膜，單張膜面積是0. 02m2,膜間距為8mm。在膜器的兩端是陰極和陽極，與直流電源的兩級相連接。鹼液室通入濃度為40-60g/L氫氧化鈉水溶液，溶液的循環流量為18-22mL / min，進料室通入低溫煤焦油蒸餾餾分油鹼處理後得到的混合苯酚鈉鹽水溶液，溶液濃度為80-120g/L，溶液流量為0.8-1.2mL / min。裝置連接直流電源，平均電壓5V，直流電流10A。在直流電場作用下，進料室中的鈉離子通過陽膜進入鹼液室，與從雙極性膜產生的氫氧根離子結合形成氫氧化鈉，氫氧化鈉在鹼液室內不斷循環，且濃度逐漸增加。與此同時由雙極性膜產生的氫離子進入進料室，與其中的酚氧離子結合，生成混合苯酚化合物，從進料室出口得到混合苯酚化合物，流入產品容器中，混合苯酚鈉鹽轉化率接近100%。從鹼液室出口得到氫氧化鈉水溶液，濃度調整為40-60g/L再循環進入鹼液室。實施例稱取約Ikg低溫煤焦油放入實驗室常壓蒸餾裝置中，在燒瓶中加入少量沸石，力口熱蒸餾切取沸點小於300°C的餾分油。將IOOg該餾分油加入400g質量分數為10%的氫氧化鈉水溶液中，加熱至50°C，充分攪拌混合，冷卻至室溫，靜置分層，分離出水相，水溶液混合苯酚鈉鹽濃度為102g/L。雙極膜電滲析裝置如圖1所示，膜器由兩個雙極性膜和一個陽膜為基本單元構成，分為進料室和鹼液室，雙極性膜是日本產BP — IE型膜，陽膜為德國產FT-FKB型膜，單張膜面積是0. 02m2，膜間距為8mm。鹼液室通入氫氧化鈉水溶液濃度為50g/L，溶液的循環流量為20mL / min，進料室通入上述混合苯酚鈉鹽水溶液，溶液流量為ImL / min。裝置連接直流電源，平均電壓5V，直流電流10A，在直流電場作用下，混合苯酚鈉鹽轉化率接近100%，從進料室出口得到混合苯酚化合物。從鹼液室出口得到氫氧化鈉水溶液，濃度調整為50g/L再循環進入鹼液室。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施方式
僅限於此，對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定專利保 護範圍。
權利要求
1.一種低溫煤焦油酚鈉鹽的分解方法，其特徵在於，包括下述步驟 1)將低溫煤焦油常壓蒸餾收集到的沸點小於300°C的餾分油加入氫氧化鈉水溶液中，充分攪拌混合，靜置分層，分離出水相，得到混合苯酚鈉鹽水溶液，備用； 2)通過將一個陽膜置於兩個雙極性膜之間形成分解膜器，所述的膜器包括兩個室，分別為一個雙極性膜和陽膜之間的鹼液室，以及另一個雙極性膜和陽膜之間的進料室，所述膜器的兩側分別設置陰極和陽極，與直流電源的兩級相連接； 3)將低溫煤焦油蒸餾餾分油鹼處理後得到的混合苯酚鈉鹽水溶液通入進料室中，將氫氧化鈉水溶液通入鹼液室中； 4)在直流電場作用下，在進料室中的鈉離子通過陽膜進入鹼液室，與從雙極性膜產生的氫氧根離子結合形成氫氧化鈉； 5)同時，由雙極性膜產生的氫離子進入進料室，與其中的酚氧離子結合，生成混合苯酚化合物。
2.根據權利要求1所述的低溫煤焦油酚鈉鹽的分解方法，其特徵在於，所述步驟I)中低溫煤焦油蒸餾餾分油與氫氧化鈉的質量比為10:4，氫氧化鈉水溶液質量分數為10%。
3.根據權利要求1所述的低溫煤焦油酚鈉鹽的分解方法，其特徵在於，所述步驟3)中鹼液室氫氧化鈉水溶液濃度為40-60g/L，溶液的循環流量為18-22mL / min。
4.根據權利要求1所述的低溫煤焦油酚鈉鹽的分解方法，其特徵在於，所述進料室混合苯酚鈉鹽溶液濃度為80-120g/L，溶液流量為0. 8-1. 2mL/min。
全文摘要
本發明公開了一種低溫煤焦油酚鈉鹽的分解方法，採用由兩個雙極性膜和一個陽膜為基本單元構成的雙極膜電滲析裝置，分解低溫煤焦油鹼處理得到的混合苯酚鈉鹽，用電化學方法得到混合苯酚化合物，同時生成的氫氧化鈉可再應用於酚鈉鹽的生產。有效解決了傳統煤焦油加工技術中大量酸、鹼廢水的排放，是一條綠色化學工藝技術。
文檔編號C10C1/00GK103059890SQ20121055267
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者楊永忠, 閔小建, 李向東, 鄭化安, 尚建選, 張生軍, 唐應吉, 劉雙泰 申請人:陝西煤業化工技術研究院有限責任公司