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酚类化合物是非常重要的有机化工原料,主要来源于煤焦油和煤液化油。目前,煤基油中提纯出的酚类物质纯度偏低,造成在诸多领域酚类物质供不应求。高效地从煤基粗酚中分离精制出高纯度酚产品必将推动煤炭的高效清洁利用研究发展。通过GC-MS对煤基粗酚组成成分以及酚的分布进行了表征分析。结果表明,煤焦油粗酚中主要含有苯酚和甲酚,分别占总酚量的36.94%和37.67%;煤液化油粗酚中主要含有苯酚、甲酚、乙基酚和萘酚分别占总酚量的8.55%、28.67%、11.61%和16.28%。 用倒刺型分馏柱对煤基粗酚进行预分馏,脱除水分和高沸点杂质后得到精粗酚馏分,采用四联塔对精粗酚馏分进行减压间歇精馏,得到苯酚、邻甲酚、间对甲酚混合物、二甲酚产品,其纯度分别为:98.35%、96.11%、96.63%、95.48%,收率分别为:90.16%、88.24%、89.13%、79.11%,皆达到了工业产品优等品指标要求。使用AspenPlus软件模拟了煤基粗酚精馏流程,通过DSTWU模型对各精馏塔进行设计计算,RadFrac进行核算和参数优化,为煤基粗酚精馏工艺参数选择与提高煤直接加氢液化工艺经济性和煤焦油的附加值提供了依据。 利用单因素实验法比较系统地研究了传统尿素络合法中各主要变量对分离间对甲酚混合物的影响效果,使用混合溶剂替换甲苯,在络合反应过程中加入固体酸脱色剂等措施对其进行优化改进。选择正交实验法研究间对甲酚混合物分离的最优试验条件。试验结果表明,固体酸脱色剂可以有效吸附混酚中的含氮碱性化合物使间甲酚产品脱色率可达到94.35%。最优分离条件为:尿素比1.2∶1、结晶温度-15℃、剂油比2∶1、溶剂配比1∶2、结晶时间120 min,分离得到的间甲酚产品纯度和收率分别提高了1.2%和10.62%。煤基粗酚的间对甲酚混合物在此工艺条件下操作,提纯获得的间甲酚产品纯度、收率和脱色率分别达99.05%、72.33%、95.60%,可达到间甲酚试剂级指标。提纯间甲酚后母液中的溶剂通过常压蒸馏回收,可得到纯度分别为85.18%正庚烷和97.53%甲苯溶剂;且经试验验证,回收的溶剂重复使用不影响对间、对甲酚分离效果。采用冷却结晶法从提纯间甲酚后母液中回收对甲酚,结果显示,结晶温度为15℃时,提纯获得的对甲酚产品纯度可达98.33%,纯度超过工业品优等品指标;多次结晶后对甲酚的总收率可达到70.92%。