基于氢键作用的含酚油混合物中酚的高效分离
2021-12-14纪柚安赵晓胜杨玉凤韩江则
燃料化学学报 2021年11期
纪柚安,赵晓胜,刘 青,杨玉凤,韩江则
(1.河北科技大学 化学与制药工程学院,河北 石家庄 050018;2.沧州师范学院 化学与化工学院,河北 沧州 061001;3.横滨国立大学 材料科学与化学工程系,日本 横滨 240-8501)
酚是一类重要的化工原料和化工中间体,被广泛应用于生产工程塑料、医药、纤维和其他重要产品[1-4]。常见的酚有苯酚、甲酚、苯二酚等。中、低温煤热解油和煤直接液化油中[5]酚的含量较高,中温煤热解油中含高达20%的酚[6,7]。随着工业技术快速发展,中国对苯酚的需求年均增长率达30%[8]。因此,从含酚油中分离酚可产生巨大的经济效益。
煤热解油的成分非常复杂,陕北中低温煤热解油中,仅酚就发现了75 种[9],可见分离之困难。从化学结构上看,酚含有一个或多个羟基,呈弱酸性。碱洗法以强碱(如NaOH 溶液)为分离剂,利用酚的弱酸性,与酚发生酸碱化学反应而分离酚。碱洗法是目前工业上唯一大规模应用的高效分离方法。然而,在回收酚的过程中,还需要使用过量的酸(如H2SO4溶液),与生成的酚钠溶液发生强酸制弱酸反应[5,6]。碱洗法分离过程中使用大量的无机酸、碱溶液,严重腐蚀设备;强碱和强酸均不可再生,分离成本高;产生大量的含酚废水,难以处理,污染环境。因此,传统方法制约了含酚油中酚的分离和利用。
近年来,离子液体由于可设计性强、热稳定性高、液态范围宽等特点而备受关注[10-12],其在分离酚方面也表现出了巨大的应用潜力。Hou 等[13,14]利用四种含不同阴离子的咪唑基离子液体分离油中的酚,其中,1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)对酚的分离效率高达99%。……
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