从中国的化石能源结构特点来看,实现煤炭资源洁净高效利用是目前研究工作的重点。但目前制约现代煤化工发展的主要瓶颈之一是废水“零排放问题”。然而煤化工项目能否实现“零排放”的关键是废水的处理和再利用。溶剂萃取法是处理煤化工含酚废水的常用方法。相比传统水溶性大的萃取剂,正丁醚在水中溶解度低,所以无需对萃余相中的萃取剂进行汽提回收,节省了汽提塔的投资和日常运行成本。因此,本文选择正丁醚作为萃取剂,对煤化工废水中的酚类化合物进行萃取脱酚处理,使废水中的酚含量降低至300 mg·L-1,达到后续生化处理的要求。本文在298.15K、313.15K、333.15K温度下测定了正丁醚+酚类物质（苯酚,邻、间、对甲酚）+水三元体系的液液相平衡数据,同时采用Othmer-Tobias和Hand方程对液液相平衡数据进行了可靠性检验,相关系数R~2均大于99.4%,说明数据的相关性很好,误差较小。用分配系数D和选择性系数S评估正丁醚萃取酚类物质（苯酚,邻、间、对甲酚）的萃取性能,结果显示苯酚比甲酚更难被萃取。采用NRTL和UNIQUAC两种模型对测量的液液相平衡数据进行模拟关联,回归得到相应的二元交互作用参数以及预测数据。测得的实验数据与预测数据之间的均方根偏差不高于0.8%,说明这两种模型适合用来模拟所研究的三元体系。测定了四元体系（正丁醚+苯酚+邻苯二酚+水）的液液相平衡数据,同样用NRTL和UNIQUAC模型回归得到预测数据和相应的二元交互作用参数。实验数据与预测数据之间的RMSD均小于0.25%,吻合度很好。利用ASPEN PLUS分别对正丁醚和甲基异丁基酮萃取脱除100ton·h-1高浓度煤化工含酚废水中酚类物质的过程进行模拟。根据正丁醚作为萃取剂的过程模拟结果,萃取单元的萃取温度为40℃,萃取塔塔板数为6块,对应相比R=1:1.67,此时萃取塔塔底出口处的正丁醚浓度为150mg·L-1,无需进行汽提回收便可直接进行后续生化处理,同时能将废水中的总酚浓度从6000mg·L-1降低至300 mg·L-1,满足后续生化处理要求。公用工程成本计算结果显示,以正丁醚和甲基异丁基酮分别作脱酚萃取剂时,含酚废水的吨处理成本分别为19.08元和12.61元。